Das war ein faszinierendes Experiment. Ich war gerade als junger Wissenschaftler in den USA und wir haben Mäuse in einer Art Hamsterrad laufen lassen. Eine zweite Gruppe der Tiere hatte diese Möglichkeit nicht. Später haben wir unter dem Mikroskop ihre Gehirne untersucht – und ich werde nie den Moment vergessen, als ich zum ersten Mal durch das Okular geschaut habe: Der Effekt war gewaltig! Wir haben gesehen, dass das Rennen die Stammzellen im Gehirn aktiviert und neue Nervenzellen in großer Zahl gebildet werden. Das bedeutet, durch Bewegung haben sich Netzwerke von Neuronen, ihre Verschaltungen und wohl auch ihre Funktion fundamental verändert.

Das habe ich in meinem Studium auch noch so gelernt. Aber bei unserem Experiment konnten wir mit eigenen Augen sehen, dass diese Annahme falsch ist. Das, was dort im Gehirn passiert, wird als adulte Neurogenese bezeichnet – die Produktion von heranreifenden Nervenzellen unter den Bedingungen des erwachsenen Gehirns.

Sie wurde schon 1965 beschrieben – aber dann dümpelte das Feld jahrzehntelang vor sich hin. Man konnte sich nicht erklären, wo die neuen Nervenzellen herkommen sollten. Mitte der 1990er-Jahre hat man dann die Stammzellen des Gehirns entdeckt – und zwar am Salk Institute in Kalifornien. Zufällig war das die Zeit, in der ich dort meine Postdoc-Stelle angetreten habe.

Absolut! Und unsere Hypothese damals lautete, dass die adulte Neurogenese etwas mit diesen neu entdeckten Stammzellen zu tun haben könnte. Wir haben verschiedene Studien mit Mäusen gemacht – unter anderem jene mit dem Laufrad –, in denen wir sie in eine Umgebung mit vielen Reizen gesetzt haben. Und wir haben gesehen, dass diese Anreize die adulte Neurogenese anstoßen.

Wir haben sehr gute Daten, die belegen, dass es die adulte Neurogenese auch beim Menschen gibt. Aber sie ist da natürlich viel schwieriger zu untersuchen als bei Tieren.

Bei den meisten Säugetieren geschieht die Veränderung in zwei Hirnregionen, und zwar im Riechkolben und im sogenannten Hippocampus. Wir konzentrieren uns mit unserer Forschung auf den Hippocampus, denn diese Gehirnregion ist für das Lernen und das Gedächtnis zentral zuständig und in viele gerade auch für menschliches Verhalten sehr wichtige Funktionen involviert.

Die Haut ist ein regeneratives Organ, das Gehirn nicht. Neurogenese ist eine Ausnahme, die nur an diesen einzelnen Schlüsselstellen stattfindet. Die Stammzellen müssen dabei eng kontrolliert werden, sonst entsteht ein Tumor. Neue Zellen sollten auch nicht überall hinwandern, sondern müssen gezielt migrieren, um sich zu vernetzen. Das ist hochkomplex. Hinzu kommt: Alle neuronalen Netzwerke müssen das sogenannte Stabilitäts-Plastizitäts-Dilemma lösen.

Wenn ein Netzwerk zu stabil ist, kann man nichts mehr neu lernen. Wenn es aber wiederum zu plastisch ist, sich also leicht verändern lässt, kann man sich nichts mehr merken, weil jede neue Information immer alles umschreibt. Es braucht daher ein gutes Mittelmaß. Und beim erwachsenen Gehirn hat sich diese Balance üblicherweise herausgebildet. Neue Nervenzellen lösen das Problem auf eine ungewöhnliche andere Weise, als es sonst im Gehirn verwirklicht ist.

Nein, das ist ein anderer Prozess. Generell gilt: Wenn ich ein Stück Gehirn verloren habe, dann sind die Fähigkeiten, die darin gespeichert waren, unwiederbringlich weg. Aber es gibt viele Funktionen, die so breit abgelegt sind – und dazu zählen das Sprechen und das Gehen –, dass sie sich in Maßen wiederherstellen lassen. Leider ist es so, dass es ein nachwachsendes Gehirn nicht gibt.

Es wächst ja nicht das gesamte Gehirn, sondern nur eine spezielle Struktur im Hippocampus. Man geht davon aus, dass ein Teil der neuen Zellen bestehende ersetzt, ein anderer Teil kommt neu hinzu. Und mit den neuen Nervenzellen entstehen auch neue Nervenkontakte, also ganz neue Vernetzungen.

Wir können durch unser Verhalten die Bildung von neuen Nervenzellen steigern: durch körperliche Betätigung, aber auch durch soziale Interaktion, durch Lernen – also durch vielfältige Reize, die das Gehirn bekommt.

Es gibt viel Forschung dazu, solche proneurogenen Medikamente zu finden. Und es ist ja auch eine interessante Vorstellung, irgendwas zu schlucken, und schon wachsen neue Nervenzellen. Das ist aber Zukunftsmusik, und wie wir gesehen haben, auch gar nicht so unproblematisch. Ich halte gerade mit Blick auf Demenzen etwas anderes für viel sinnvoller.

Die Förderung endogener Resilienzmechanismen. Denn entscheidend ist, wie wir den Hippocampus – diese zentrale Schaltstelle im Gehirn – für ein langes Leben fit halten können. Das ist ganz klassische Prävention: Es geht darum, schon frühzeitig das Leben so zu führen, dass man mögliche Probleme kompensieren kann.

Ganz genau: Das ist eine Art Pufferkapazität. Wenn wir Patienten mit Demenz betrachten, sehen wir immer wieder, dass der zelluläre Schaden und der kognitive Verlust nicht linear zusammenhängen. Bei manchen hat die Krankheit im Gehirn schon sehr viel Schaden angerichtet, aber sie kommen kognitiv noch recht gut klar. Bei anderen hingegen gibt es deutlich spürbare Aussetzer im Gehirn, obwohl der Schaden rein physiologisch noch gar nicht so weit fortgeschritten ist. Da schließt sich der Kreis zur adulten Neurogenese: Wer viele Anregungen und Anreize bekommt, bildet ein so verzweigtes Netzwerk im Gehirn aus, dass es eine höhere Pufferkapazität hat, wenn es zu Ausfällen kommt. Diese Entwicklung kann man durch eine entsprechende Lebensweise unterstützen.

(lacht) Ich habe schon davor gerne Sport gemacht. Aber tatsächlich gehe ich bis heute regelmäßig laufen. Es muss aber nicht gleich der Dauerlauf sein. Auch regelmäßiges Spazierengehen ist gut für den Kopf. Und Denken übrigens auch.