Forschende am MIT in Boston, dem Massachusetts Institute of Technology, unter der Leitung von Prof. Ann GRAYBIEL, überwachten mit Spezialgeräten die Gehirnaktivität von Laborrratten während eines Bewegungsablaufs in einem einfachen Labyrinth, in dem ein Stück Schokolade versteckt war, während den Ratten verschiedene Töne zugespielt wurden. Was man dabei herausfand, war im Ergenis wirklich verblüffend.
Das Labyrinth war einfach gestaltet und hatte die Form eines Großbuchstaben „T“. Die Ratten begannen ihren Weg am unteren Teil des „T“, wobei ein Stück Schokolade in einen der Arme des „T“ versteckt war. Der Ort des Schokoladen-Verstecks hing davon ab, welcher Ton der Ratte zu Beginn des Tests vorgespielt wurde. Als das Geräusch erklang, öffnete sich ein kleines Tor und die Ratte suchte nach der Schokolade. Der Test wurde bis zu 200 Mal immer wieder auf die gleiche Weise durchgeführt, wobei die Gehirnaktivität der Ratten aufgezeichnet wurden.
Die WissenschaftlerInnen fanden heraus, dass die Hirnaktivität der Laborratten in den ersten Versuchen während des Lernens durchgehend ähnlich stark war. Als die Test jedoch immer weiter stattfanden und die Ratten lernten, welche Geräusche darauf hindeuteten, welcher Arm des Labyrinths zur Schokolade führte, konnten die Forschenden feststellen, dass die Gehirnaktivität zu Beginn ihren Höhepunkt erreichte, als sie das Geräusch hörten, und dann drastisch abnahm, während die Nager ihrem „Job“ nachgingen, die Schokolade aufzufinden. Es war eine Art automatischer Ablauf entstanden, der erst dann wieder erneut einen Höhepunkt erreichte, als die Schokolade aufgefressen wurde.
Damit war klar: Als die Ratten gelernt hatten, sich auf Tonsignale zu konzentrieren, veränderte sich das Verhalten der Neuronen. Sie „feuerten“ zu Beginn und am Ende intensiv, blieben aber relativ ruhig, während die Ratten durch das Labyrinth huschten, da der Weg zur Schokolade durch den Ton klar geworden war. Als jedoch schließlich die Belohnung mehrfach hintereinander entfernt worden waren, war trotz der akustischen (aber ohne Schokolade sinnlosen) akustische Hinweise das Geräusch für die Ratten bedeutungslos geworden und alles im „T“-Labyrinth wurde vom Anfang bis zum Ende wieder relevant – die Neuronen „feuerten“ während der gesamten Laufstrecke. Jedoch waren die Ratten weiter konditioniert: als die Belohnung wieder vorhanden war, tauchte das Muster von Anfangs- und Endspitzen, getrennt durch Ausfallzeiten, wieder auf.
Graybiels Wissenschaftsteam geht davon aus, dass die Anfangs- und Endspitzenmuster die Natur von Routineverhalten widerspiegeln. Es ist wie beim Radfahren, das irgendwann einmal erlernt wurde. Sobald die Initiative eingeleitet ist, wissen Ratten wie Menschen im Wesentlichen, was als nächstes zu tun ist. Die Aufregung kehrt zurück, wenn am Ende die „Belohnung“ erfolgt. Während bei den MIT-Versuchen die neuronalen Muster durch freiwillige Aktivität erzeugt werden können, treten solche Muster aber auch bei bestimmten mentalen Störungen auf. Parkinson-Patienten beispielsweise haben oft Schwierigkeiten, den ersten Schritt zum Laufen zu beginnen, Menschen mit Zwangsstörungen fällt es oft schwer, ihr stetig ablaufendes Verhalten zu stoppen. Im Idealfall wird kann die MIT-Forschung der Forscung dabei helfen, neue Techniken zu entwickeln, um krankheitsbedingetes Verhalten, Gewohnheits- oder Suchtabläufe nachhaltiger zu verändern.