Das Gehirn protokolliert seine eigenen Handlungen, um besser zu lernen

Der anteriore cinguläre Kortex (ACC) ist eine Hirnregion, die seit Langem mit der Verhaltensüberwachung und der Verarbeitung von Fehlern in Verbindung gebracht wird. Seine genaue Rolle blieb jedoch unklar: Verfolgt er Handlungen oder Ergebnisse? Die Forschenden entwickelten eine neuartige Lernaufgabe für Mäuse, um diese beiden Aspekte voneinander zu trennen. Die Ergebnisse wurden in eLife veröffentlicht.

Die Mäuse mussten lernen, welche Handlung zu welchem Reiz gehört, wobei der Zeitpunkt der Handlungen und der Belohnungen absichtlich voneinander getrennt wurde. Neuronen im ACC blieben nach jeder Handlung für längere Zeiträume aktiv, reagierten jedoch nur schwach auf das Ergebnis oder den Wert der Handlung. Die Forschenden identifizierten zwei unterschiedliche Neuronenpopulationen: eine, die verfolgt, ob überhaupt eine Handlung ausgeführt wurde, und eine weitere, die erfasst, welche spezifische Handlung ausgeführt wurde.

Mehr Aktivität führt zu besserer Leistung

Je stärker die ACC-Aktivität nach einer Handlung ausfiel, desto besser schnitten die Tiere im nächsten Durchgang ab. Das legt nahe, dass der ACC als eine Art internes Protokoll dessen funktioniert, was gerade getan wurde, nicht was daraus resultierte. Diese Information scheint die Grundlage für die Anpassung der nächsten Entscheidung zu bilden.

Bezug zur kognitiven Alterung

Kognitive Flexibilität, also die Fähigkeit, aus Fehlern zu lernen und das Verhalten anzupassen, nimmt mit dem Alter ab. Der ACC gehört zu den Hirnregionen, die vergleichsweise früh altersbedingte Veränderungen zeigen. Diese Studie identifiziert einen möglichen Mechanismus: Schwächt sich die Signalgebung im ACC nach einer Handlung ab, verschlechtert sich die Lernfähigkeit. Das stellt einen potenziellen Ansatzpunkt für künftige Forschungen zum kognitiven Abbau im Alter dar, auch wenn die direkte Übertragung von Mechanismen aus dem Mausmodell auf den Menschen noch weiterer Untersuchungen bedarf.

Für Alternsforschende ist bemerkenswert, dass der ACC nicht nur auf Fehler reagiert, sondern auch auf korrekte Handlungen. Das Gehirn überwacht sein eigenes Verhalten kontinuierlich, und die Qualität dieses Überwachungssystems könnte partly darüber mitentscheiden, wie gut ein Mensch im höheren Alter noch lernen kann.

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