In den Neurowissenschaften dominierte lange Zeit die Auffassung, dass Lernen im Gehirn im Wesentlichen als ein Prozess des aktiven Hinzufügens verstanden werden kann. Nach dem Grundsatz „Use it or lose it“ hielt man vor allem die Verknüpfung und Verstärkung erregender (exzitatorischer) Synapsen für maßgeblich, welche die neuronale Aktivität anregen. Dass das Gehirn beim Lernen jedoch gleichermaßen ein komplementäres Steuerungssystem benötigt, das reguliert und bremst, rückte erst durch neuere Untersuchungen in den Fokus.
Eine aktuelle Studie (Klimmt et al., 2026) beleuchtet die bislang wenig verstandene Rolle der hemmenden (inhibitorischen) Synapsen bei Lernprozessen. Um deren Dynamik zu untersuchen, beobachtete man über einen Zeitraum von zwei Wochen mithilfe hochauflösender Zwei-Photonen-Mikroskopie und fluoreszierender Marker die Hippocampus-Region von Mäusen während eines Angstkonditionierungsexperiments.
Die Ergebnisse zeigen eine bemerkenswerte Differenzierung auf der Ebene einzelner Nervenzellen: Die Reorganisation hemmender Synapsen verläuft je nach Zellbereich völlig unterschiedlich. Am Informationseingang der Pyramidenzellen – den Dendriten – kommt es während des Lernens zu einer dynamischen Umstrukturierung. Inhibitorische Verbindungen werden hier flexibel neu geordnet, abgebaut oder ergänzt, was dem klassischen Bild plastischer Anpassung entspricht. Am Signalausgang hingegen – dem Axoninitiationssegment – passiert das Gegenteil: Die dortigen hemmenden Synapsen stabilisieren sich, verharren in ihrer Struktur und festigen bestehende Kontakte .
Lernen basiert somit nicht allein auf Erregung und Neuvernetzung, sondern auf einem präzisen Gleichgewicht zwischen dynamischer Flexibilität am Posteingang der Zelle und verlässlicher Stabilität an deren Ausgang. Da diese zellulären Kompartimentierungsmechanismen fundamentale biologische Prinzipien widerspiegeln, wird davon ausgegangen, dass sie in ähnlicher Weise auch im menschlichen Gehirn wirken. Die mathematische Modellierung und Analyse dieser mathematisch-physiologischen Balance eröffnet neue Perspektiven für die Erforschung neurologischer und psychischer Krankheitsbilder – etwa um zu verstehen, wie ein gestörtes Verhältnis von Erregung und Hemmung zu pathologischen Zuständen bei Stress oder Schlafstörungen führt.
Literatur
Klimmt, H., Kuhn, F., Kappel, D., Murthy, B., Ulivi, A. F., Argunşah, A. Ö., Vieweg, S., Huettl, R. E., Remy, S., & Attardo, A. (2026). Learning reorganizes dendritic and stabilizes axon initial segment inhibitory synapses in CA1 pyramidal neurons. Nature Communications, 17(1), doi:10.1038/s41467-026-77800-w
Stangl, W. (2026, 19. Oktober). Gewohnheit. Online Lexikon für Psychologie & Pädagogik.
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