Illustration mit Fliegen, Fischen, einer Maus und einem Vogel, die sich durch ein Labyrinth bewegen, dessen Wände und Gänge von oben betrachtet an die Oberflächenstrukturen eines Gehirns erinneren.

Lernen und Gedächtnis

Biologische Intelligenz umfasst die Fähigkeit, sich Wissen anzueignen, es zum passenden Zeitpunkt anzuwenden und dadurch einen evolutionären Vorteil zu erlangen. Hierfür benötigen Tiere ein leistungsfähiges Gehirn, das Informationen verarbeitet und speichert, neue Eindrücke mit Erfahrungen abgleicht und passende Verhaltensweisen ableitet. Einige dieser Verhaltensmuster sind bereits von Geburt an verfügbar, andere müssen erst erlernt werden. Wir erforschen die zellulären Prozesse und biologischen Strukturen, die es Organismen ermöglichen zu lernen, Informationen zu speichern und später wieder abzurufen.

Lernen mit allen Sinnen

Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf dem Gesangslernen bei Vögeln. Dessen Grundlagen untersuchen wir mithilfe einer großen Bandbreite an Methoden – von der Auswertung einzelner Gesänge bis hin zur Analyse der beteiligten neuronalen Schaltkreise. So erforschen wir unter anderem die Zusammenhänge zwischen auditorischem und motorischem Gedächtnis und auch die Frage, wie soziales Lernen innerhalb von Gruppen funktioniert.

Gelernte Informationen müssen jedoch auch erinnert und passend zur jeweiligen Situation angewendet werden. Wir untersuchen beispielsweise, wie Mäuse das für sie leckerste Futter erkennen und wie sich dies auf das Fressverhalten auswirkt; oder wie sich Papageien und Krähen an eigene Handlungen erinnern und ihr Wissen einsetzen, um flexible und innovative Lösungsstrategien für Aufgaben zu finden.

Verknüpfungen und Abkürzungen

Neue Erfahrungen und auch das Vergessen von Informationen spiegeln sich in der Vernetzung der Nervenzellen untereinander wider. Mit Mikroskopen können wir den dynamischen Umbau des Gehirns und den Informationsfluss zwischen den Nervenzellen teilweise sogar in Echtzeit verfolgen. Um die tägliche Informationsflut besser zu bewältigen, nutzt das Gehirn zum Teil 'Abkürzungen' in der Datenverarbeitung: Es priorisiert bestimmte Informationen oder ordnet sie zuvor erlernten Kategorien zu, wodurch sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht. Wir untersuchen, welche Gehirnstrukturen und Zellen solche Vorgänge ermöglichen und wie sie funktionieren. Diese Grundlagen können uns helfen, Lernprozesse und möglicherweise auch Lernbeeinträchtigungen besser zu verstehen.

Aktuelle Forschung aus diesem Themenbereich:

Reaktivierung der Lernfähigkeit: Neue Studie zeigt wie alte Zebrafinken wieder neue Lieder lernen können.

Reaktivierung der Lernfähigkeit von Zebrafinken im Alter  mehr

Vier Zebrafinken sitzen auf einer Stange: Von links nach rechts ein Weibchen, ein Küken, ein Männchen und nochmal ein Weibchen.

Ihre ersten Laute helfen jungen Zebrafinken dabei, sich die Gesänge der Erwachsenen einzuprägen mehr

Eine Wissenschaftlerin ist links im Bild, sie hebt einen Finger. Der Blaukehlpapagei rechts im Bild sitzt auf einer Stange und hält einen Fuß in die Höhe

Diese Fähigkeit ist ein wichtiger Baustein für Selbstrepräsentation und ein episodisches Gedächtnis mehr

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Abteilungen und Gruppen, die in diesem Bereich forschen:

Tobias Bonhoeffer
Tobias Bonhoeffer
Henrik Brumm
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Manfred Gahr
Manfred Gahr
Oliver Griesbeck
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Rüdiger Klein
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Jörgen Kornfeld
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Daniela Vallentin
Daniela Vallentin
Auguste von Bayern
Auguste von Bayern

 

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