Zebrafinken lernen ihren Balzgesang effizient

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Zebrafinken lernen ihren Balzgesang effizient

Zebrafinken sind sehr effizient beim Erlernen ihres Balzgesangs, wie Forschende der ETH Zürich und der Universität Zürich zeigen konnten. Die Vögel erinnern sich am Morgen jeweils an die positiven Lernfortschritte des Vortags, vergessen über Nacht jedoch die Fehlschläge.

Neuroinformatiker der ETH Zürich und der Universität Zürich suchen nach den Grundlagen von Lernprozessen, also nach Prinzipien und Mechanismen, die beispielsweise beim Spracherwerb und beim Erlernen von Bewegungsabläufen identisch sind. Dazu führten sie einen allgemeingültigen Algorithmus ein, der den Lernprozess auf eine einfache Lernkurve reduziert. Sie untersuchten damit, wie männliche Zebrafinken singen lernen.

Die Lernkurven zeigen Überraschendes: Der Lernprozess ist vielschichtig, gute und schlechte Gesangsversuche verändern sich unterschiedlich. Ausserdem gehen Veränderungen des Gesangs über Nacht vergessen, sofern sie nichts mit dem zu tun haben, was der Vogel zu singen versucht. «Die Vögel scheinen unglaublich effizient zu sein. Dank des Schlafes erinnern sie sich an die positiven Dinge, die sie tagsüber gelernt haben, und vergessen den unwichtigen Rest», sagt Valerio Mante, Professor an der Universität Zürich.

«Wir vermuten, dass die Prozesse, die beim Lernen im Gehirn der Vögel aktiv sind, beim Menschen etwa analog ablaufen», erklärt Richard Hahnloser, Professor für Neuroinformatik an der ETH Zürich. Der Vorteil einer Studie bei Vögeln sei, dass viel präzisere Werkzeuge zur Verfügung stünden, um den Lernprozess im Gehirn zu beobachten.

Die beobachteten Prozesse sind die Grundlage für ein besseres Verständnis darüber, wie Lernen im Gehirn abläuft. Das therapeutische Potenzial dieser Erkenntnisse ist laut den Wissenschaftlern gross: Verstünde man zum Beispiel, warum es so schwer ist, sich an Verbesserungen weniger gelungenen Abläufe zu erinnern, wären effizientere Trainingspläne in der Rehabilitation für Schlaganfalloder Unfallopfer möglich. Es wäre letztlich sogar denkbar, direkt auf bestimmte Hirnareale zuzugreifen, um den Lernprozess zu stimulieren.

Dieser Text basiert auf einer der Universität Zürich.

Literaturhinweis

Kollmorgen S, Hahnloser R, Mante V: Nearest neighbors reveal fast and slow components of motor learning. 8. Januar 2020. doi: 10.1038/s41586-019-1892-x

Redaktion