Neurowissenschaftler entdecken, wie Praxis macht

Forscher an der Universität von Pennsylvania und der Princeton University haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht, die erklärt, wie die muskelsteuernden Neuronen des Gehirns Fähigkeiten durch Übung beherrschen.

Die Forschung wurde von Javier Medina, Assistenzprofessor an der Fakultät für Psychologie der Hochschule für Kunst und Wissenschaft in Pennsylvania, und Farzaneh Najafi, einem Doktoranden an der Abteilung für Biologie, durchgeführt. Sie arbeiteten mit dem Postdoktoranden Andrea Giovannucci und dem Associate Professor Samuel SH Wang von der Princeton University zusammen.

Die Studie mit dem Titel "sensorisch-gestützte Verbesserung von Calcium-Signalen in einzelnen Purkinje-Zell-Dendriten von erwachenden Mäusen" wurde im Februar 2014-Journal Cell Reports veröffentlicht .

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Purkinje Zellen im Kleinhirn schaffen Muskelgedächtnis

Das Kleinhirn (lateinisch für "kleines Gehirn") ist das primäre motorische Kontrollzentrum des Gehirns. Es enthält Tausende von Purkinje-Zellen, die Nachrichten von einer Kletterfaser erhalten, die eine Art von Neuronen ist, die vom Hirnstamm ausgehen und Feedback von jedem Muskel im Körper senden. Um die motorischen Fähigkeiten zu perfektionieren, verfügt das Gehirn über ein Feedback-System, das überwacht, wann Bewegungen richtig verlaufen und wann Bewegungen fehlschlagen.

Purkinje-Zellen sind die Neuronen, die alle Bewegungen des Körpers koordinieren. Kletterfasern sind die Neuronen, die eine Rückmeldung geben, wenn ein Fehler oder eine unerwartete Empfindung auftritt. Purkinje-Zellen und Kletterfasern arbeiten zusammen, um die Motorsteuerung zu optimieren.

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Als ich 2007 The Athlete's Way (St. Martin's Press) veröffentlichte, waren sich Neurowissenschaftler immer noch nicht sicher, wie das Gehirn das Muskelgedächtnis erzeugte. Zum Glück hatte mein Vater, der Neurowissenschaftler und Neurochirurg war und ein Buch mit dem Titel The Fabric of Mind (Viking) geschrieben hatte, lange geglaubt, dass die Purkinje-Zellen des Kleinhirns der Schlüssel zur Beherrschung einer Fähigkeit durch Übung seien. Aus diesem Grund habe ich Purkinje-Zellen und das Kleinhirn als Schlüssel zum Athletes Way ins Rampenlicht gerückt . (Mehr dazu hier klicken.)

Als ich aufwuchs, trainierte mein Vater mich beim Tennis und sagte: "Denk daran, mit jedem Schlag die Muskelerinnerung deines Kleinhirns zu hämmern und zu schmieden." Diese neuen Entdeckungen erklären genau, wie dieser Prozess funktioniert.

Das Kleinhirn ist nur 10 Prozent des Hirnvolumens, aber beherbergt mehr als 50 Prozent der gesamten Neuronen des Gehirns . Mein Vater sagte immer: "Was auch immer das Kleinhirn tut, es macht eine Menge davon." Ich vertraute auf das, was er "eine fundierte Vermutung" nannte, dass das Kleinhirn genau so wichtig war wie das Großhirn, als ich das Gehirn herstellte "Split-Brain-Modell für den Athlet's Way .

Ein Jahrzehnt, seit ich das Manuskript für " The Athletes Way" geschrieben habe – nachdem ich die Gedanken der Neurowissenschaften durch tägliche Gespräche mit meinem Vater geformt habe – ist es aufregend zu sehen, dass innovative Neurowissenschaften die Ahnungen meines Vaters bestätigen. Obwohl mein Vater 2007 verstorben ist, weiß ich, dass diese neuen Erkenntnisse über Purkinje-Zellen und Kletterfasern ihn über den Mond bringen würden.

Seit Jahrzehnten hat das Rätsel, wie das Feedback-System zwischen Kletterfasern und Purkinje-Zellen zusammenwirkt, Neurowissenschaftler verwirrt. In dieser bahnbrechenden Studie hat das Penn-Team zum ersten Mal gezeigt, dass es einen messbaren Unterschied zwischen "echten" und "falschen" Signalen gibt. Dieses Wissen wird künftige Studien zur Feinmotorik erheblich voranbringen, insbesondere im Hinblick darauf, wie sich Bewegungen mit der Praxis verbessern lassen.

Diese Entdeckung liefert neue und spezifische Beweise für die Mechanismen der Kleinhirnneuroplastizität. Die Tatsache, dass neue Nervenbahnen als Reaktion auf Fehlersignale von den Kletterfasern fest verdrahtet werden, ermöglicht es dem Kleinhirn, beim nächsten Mal, wenn dieselbe Aktion versucht wird, bessere Anweisungen an die Motorneuronen zu senden. Deshalb vergisst du nie, wie man Fahrrad fährt.

Schlussfolgerung: Purkinje-Zellen, Kletterfasern und das Kleinhirn bleiben mysteriös

Der genaue Mechanismus, der es den einzelnen Purkinje-Zellen ermöglicht, zwischen den beiden Arten von steigenden Fasersignalen zu unterscheiden, bleibt eine offene Frage, und weitere Forschungen sind erforderlich. Zu wissen, dass Purkinje-Zellen in der Lage sind zu unterscheiden, wann ihre entsprechenden Muskelneuronen auf einen Fehler stoßen, wird wahrscheinlich zukünftige Studien der Feinmotorik verändern. Hoffentlich wird diese neue Entdeckung von Penn-Wissenschaftlern zu neuen Forschungen über die Grundlagen der Neuroplastizität führen und Möglichkeiten, die Beherrschung jeder Fähigkeit durch Übung, Praxis und Praxis zu verbessern.

Wenn Sie mehr über das Kleinhirn und die Purkinje-Zellen erfahren möchten, schauen Sie sich meine Blogbeiträge von Psychology Today an :

• "Nein. 1 Grund Übung macht den Meister "
• "In Richtung eines neuen Split-Brain-Modells: Up Brain-Down Brain"
• "Wie ist das Kleinhirn mit Autismus-Spektrum-Störungen verbunden?"
• "Kindheitsfamilienprobleme können die Gehirnentwicklung behindern"
• "Die Neurowissenschaft der Beruhigung eines Babys"
• "Warum tanzt so gut für dein Gehirn?"
• "Die Neurowissenschaften von Madonnas anhaltendem Erfolg"
• "Gestik spricht alle vier Gehirnhälften an"
• "Die Neurowissenschaft der Superfluidität"
• "Ein Grund mehr, den Fernseher auszuschalten"
• "Bessere motorische Fähigkeiten verbunden mit höheren akademischen Noten"
• "Die Neurowissenschaft der Phantasie"
• "Zu viel kristallisiertes Wissen senkt die flüssige Intelligenz"

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