Neuroplastizität: wie sich das Gehirn verändert – und wo die Grenzen liegen

Was Neuroplastizität bedeutet

Die klinische Referenzdefinition beschreibt die Fähigkeit des Nervensystems, seine Aktivität auf innere oder äußere Reize hin zu verändern, indem es seine Struktur, seine Funktionen oder seine Verbindungen neu ordnet. Die Idee ist älter als das Wort: William James schrieb 1890 über die Plastizität des Nervensystems, der polnische Neurophysiologe Jerzy Konorski prägte 1948 den Begriff neuronale Plastizität, und Donald Hebb machte ihn ein Jahr später bekannt.

Plastizität ist kein Sondermodus, den das Gehirn gelegentlich einschaltet — sie ist der physische Vorgang hinter jedem Lernen. Sie wirkt in beide Richtungen: Ungenutzte Verbindungen werden ebenso abgeschwächt, wie genutzte gestärkt werden.

Wie Neuroplastizität funktioniert: vier Mechanismen

Die synaptische Plastizität ist das Fundament. 1973 reizten Tim Bliss und der norwegische Physiologe Terje Lømo eine Nervenbahn im Hippocampus narkotisierter Kaninchen und stellten fest, dass die Antwort der Zielzellen danach verstärkt blieb — bei 15 von 18 Tieren für 30 Minuten bis 10 Stunden. Das war die Langzeitpotenzierung: eine Verbindung, die stärker wird, weil sie benutzt wurde.

Funktionelle Reorganisation zeigt sich, wenn ein Areal geschädigt ist und andere einen Teil seiner Arbeit übernehmen. Nach einer Hemisphärektomie — der Entfernung einer Hirnhälfte, meist wegen schwerer Epilepsie im frühen Leben — zeigt die Bildgebung, wie die verbleibende Hälfte sich umorganisiert, um Funktionen wiederherzustellen.

Der Beleg bei Erwachsenen: Londoner Taxifahrer

Londoner Taxifahrer müssen für eine Prüfung namens „the Knowledge“ das gesamte Straßennetz der Stadt auswendig lernen. Eleanor Maguire und Kollegen zeigten 2000, dass der hintere Hippocampus — eine Region des räumlichen Gedächtnisses — bei ihnen größer war als bei Menschen, die kein Taxi fuhren, und dass seine Größe mit den Berufsjahren zunahm.

Weil ein Vergleich zu einem Zeitpunkt keine Ursache beweist, begleiteten Katherine Woollett und Maguire Anwärter über die vier Jahre der Ausbildung. Wer bestand, zeigte eine gezielte Zunahme grauer Substanz im hinteren Hippocampus. Wer durchfiel, und die Kontrollgruppe, zeigten keine strukturelle Veränderung. Die Autoren beschreiben die Teilnehmenden als Erwachsene mit durchschnittlichem IQ: Ein gewöhnliches erwachsenes Gehirn baut sich unter langem, forderndem Lernen um — in der Region, die dieses Lernen nutzt.

Bildet das erwachsene Gehirn neue Nervenzellen?

Die meistzitierte Behauptung ist zugleich die ungeklärteste.

• Dafür: 1998 berichtete die Gruppe um Peter Eriksson in Göteborg über neue Neuronen im erwachsenen Hippocampus. 2013 maßen Forschende am Karolinska-Institut Kohlenstoff-14 aus den Atomwaffentests in der DNA von Nervenzellen und schätzten rund 700 neue Neuronen pro Tag je Hippocampus.
• Dagegen: 2018 fanden Shawn Sorrells und Kollegen im Hippocampus von Erwachsenen zwischen 18 und 77 Jahren keine jungen Neuronen.
• Wieder dafür: Im selben Jahr fand das Team um Maura Boldrini Tausende unreife Neuronen bei 14- bis 79-Jährigen, 2019 eine Madrider Gruppe sie bei Gesunden bis in die Achtziger.

Der Streit ist vor allem methodisch: Die Marker für ein neues Neuron tauchen auch in unreifen Zellen auf, die nicht neu gebildet wurden. Ehrlich zusammengefasst ist adulte Neurogenese beim Menschen möglich, aber nicht bewiesen. Wer verspricht, „neue Gehirnzellen wachsen zu lassen“, verspricht mehr, als die Forschung gezeigt hat.

Wann ist das Gehirn am plastischsten?

In der frühen Kindheit. Schon Pierre Paul Broca beobachtete im 19. Jahrhundert, dass Sprache nach einer Hirnschädigung bei Kindern leichter zurückkehrt als bei Erwachsenen. Selbst das Team, das bei Erwachsenen keine neuen Neuronen fand, fand sie bei Säuglingen — mit steilem Abfall im ersten Lebensjahr. Erwachsene bleiben plastisch, wie die Taxifahrer zeigen, brauchen aber mehr Wiederholung, und die Veränderung bleibt örtlicher.

Neuroplastizität fördern: was belegt ist — und was Gehirnjogging kann

Die gängigen Tipps — Sprache lernen, einen anderen Weg zur Arbeit nehmen, Gehirnjogging — beruhen auf einer richtigen Prämisse (das Gehirn verändert sich mit neuen Anforderungen) und einer ungeprüften Folgerung (dass solche Neuheiten das Denken insgesamt verbessern).

Die gründlichste Überprüfung, von Daniel Simons und sechs Mitautorinnen und Mitautoren 2016, wertete alle begutachteten Studien aus, auf die sich führende Anbieter von Hirntraining berufen. Ergebnis: viele Belege für Verbesserungen in den trainierten Aufgaben, weniger für eng verwandte Aufgaben und kaum Belege für entfernte Aufgaben oder die Leistung im Alltag. Genau das sagen die Taxifahrer voraus: Plastizität baut den Schaltkreis, den die Übung benutzt.

• Trainieren Sie, was Sie wirklich können wollen. Gewinne übertragen sich schlecht.
• Lang und anspruchsvoll. Die Veränderungen der Taxifahrer entstanden über Jahre und nur bei denen, die das Ziel erreichten.
• Die Bedingungen pflegen. Bewegung, Umweltfaktoren, Wiederholung und Motivation gelten als förderlich für synaptische Plastizität. Sie unterstützen das Lernen, ersetzen es aber nicht.

Neuroplastizität und IQ

Am besten gemessen ist der Einfluss der Schule. Stuart Ritchie und Elliot Tucker-Drob bündelten 142 Effektgrößen aus 42 Datensätzen mit mehr als 600.000 Menschen und schätzten etwa 1 bis 5 IQ-Punkte pro zusätzlichem Bildungsjahr, über die ganze Lebensspanne hinweg. Bildung wirkt, wo Spiele es nicht tun, weil sie jahrelange fordernde Übung genau in den Fähigkeiten ist, die ein IQ-Test erfasst.

Die praktischen Wege und was sie bringen stehen unter IQ steigern: was die Forschung belegt; den Unterschied zwischen gut und schlecht trainierbaren Fähigkeiten erklärt fluide und kristalline Intelligenz, und was ein Test tatsächlich misst, wie IQ-Tests funktionieren. Die Nachbarmythen halten schlechter: die Einteilung in linke und rechte Gehirnhälfte und die Lerntypen scheiterten an direkten Prüfungen.

Einordnung und Grenzen

Diese Seite dient der Information. Sie fasst veröffentlichte Forschung zusammen und ist keine medizinische Beratung, keine Diagnose und kein Rehabilitationsplan. Wer sich von einem Schlaganfall oder einer Hirnverletzung erholt, folgt bitte dem eigenen Behandlungsteam. Unser IQ-Test misst weder Hirngesundheit noch Plastizität.

IQ Revealed ist nicht verbunden mit, unterstützt von oder beauftragt durch die National Library of Medicine, das Karolinska-Institut, die University of California, den spanischen Forschungsrat CSIC oder eine der auf dieser Seite genannten Universitäten, Zeitschriften oder Forschenden. Sie werden genannt, damit jede Aussage bis zur Quelle nachverfolgt werden kann: StatPearls (NCBI), Bliss & Lømo (1973), Maguire u. a. (2000), Woollett & Maguire (2011), Eriksson u. a. (1998), Spalding u. a. (2013), Sorrells u. a. (2018), Boldrini u. a. (2018), Simons u. a. (2016), Ritchie & Tucker-Drob (2018).