Gedächtnis zum Fressen gern? Warum die legendären Lernwürmer plötzlich streiken

Es war ein Bild, das sich ins kollektive Gedächtnis der Wissenschaft einbrannte: Plattwürmer, die durch Kannibalismus die Erinnerungen ihrer Artgenossen übernahmen. In den 1960er-Jahren überzeugte der exzentrische Verhaltenspsychologe James McConnell die Fachwelt davon, dass simple Planarien konditioniert werden können - und dass es genügt, einen trainierten Wurm zu fressen, um das Gelernte auf ein naives Tier zu übertragen. Was nach Science-Fiction klang, wurde in Laboren repliziert und bei Schulwettbewerben nachgestellt. Heute, über ein halbes Jahrhundert später, will eine neue Forschergeneration an dieses Erbe anknüpfen. Doch es gibt ein Problem: Die Würmer streiken. Und niemand weiß, warum.

Zachary Kelso stand im eisigen Winter an den Ufern des Charles River und schlug mit einem Hammer das Eis auf. Der Harvard-Assistent gab dabei bewusst nicht das Bild eines verrückten Wissenschaftlers ab - eher das eines Geschäftsmanns, „das Business-Ende von Business-Casual“. Sein Auftrag: wilde Planarien fangen, jene pfeilspitzigen Strudelwürmer, die zu den einfachsten Lebewesen mit einem bilateral-symmetrischen Gehirn gehören. Kelsos Vorgänger aus dem Versandhandel waren gescheitert. Also fischte er in Oregon, dann in Michigan, in knietiefen Watstiefeln, beäugt von picknickenden Familien. Er wendete Steine und angelte mit Köderstücken - stets mit einem historischen Feldführer im Gepäck. Gefangen hat er viele. Lernen wollte keine.

Die spektakuläre Geburt des Gedächtnisfutters

Die Geschichte, die Kelso und sein Chef, der Neurowissenschaftler Sam Gershman, enträtseln wollen, beginnt in den frühen 1950er-Jahren. Damals setzte sich allmählich die Idee durch, Erinnerungen seien das Ergebnis synaptischer Verknüpfungen im Gehirn. Der junge Psychologe McConnell zog daraus einen simplen Umkehrschluss: Wenn Planarien die primitivsten Lebewesen mit echten Neuronen sind, dann sollten sie auch lernen können. Er setzte die Würmer wiederholt hellem Licht aus und bestrafte sie mit Elektroschocks. Bald genügte der Lichtblitz, um die Tiere zu einem charakteristischen Zusammenziehen des Körpers zu bewegen - eine klassische Konditionierung à la Pawlow, nur mit Würmern statt Hunden.

Doch das wahre Spektakel begann, als McConnell die erstaunliche Regenerationsfähigkeit der Tiere nutzte. Ein Planarienfragment, das nur einem 279stel des ursprünglichen Wurms entspricht, kann innerhalb weniger Wochen zu einem vollständigen Erwachsenen heranwachsen - eine Unsterblichkeit, wie ein Naturforscher damals notierte, „unter der Klinge des Messers“. Als McConnell seine trainierten Würmer köpfte, zeigte sich: Nicht nur die nachwachsenden Köpfe behielten die Erinnerung an das Schocksignal. Auch die Schwänze, denen ein neuer Kopf wuchs, zuckten beim Licht zusammen. Das Gedächtnis, so schlussfolgerte McConnell, konnte nicht ausschließlich im primitiven Gehirn gespeichert sein. „Es schien, als ob die Erinnerungen im gesamten Körper des Tieres abgelegt waren“, erklärte er später.

Was folgte, trieb das Forschungsfeld ins Groteske. McConnell zerschnitt die Würmer in immer kleinere Stücke - jedes regenerierte mit voller Erinnerung. Er nähte trainierte Köpfe auf untrainierte Schwänze, die aber stets abfielen. Er pürierte trainierte Würmer und injizierte den Brei untrainierten Empfängern - ein Verfahren, das ein Historiker später mit dem Versuch verglich, eine Dörrpflaume mit einem Speer aufzuspießen. Der Durchbruch kam schließlich mit einer simplen, wenn auch makabren Beobachtung: Manche Planarien sind Kannibalen. Verfütterte McConnell das Püree eines trainierten Wurms an seine hungrigen Artgenossen, zeigten diese in den Folgetests sofort die Schreckreaktion, als würden sie sich erinnern, nicht neu lernen. Hatten die Kannibalen-Würmer eine Engram genannte Gedächtnisspur einfach verspeist?

Shrimps, Honigbienen und das neue Verständnis des Immungedächtnisses

So abenteuerlich die Vorstellung einer chemischen Gedächtnisübertragung wirkt, so radikal entsprang sie doch ihrer Zeit. Die Entdeckung der DNA-Struktur hatte das Bewusstsein dafür geschärft, wie viel Information in Proteinen und Nukleinsäuren steckt. McConnell selbst war überzeugt, Erinnerungen seien in der Struktur der RNA kodiert und damit direkt übertragbar. Die Annahme, dass komplexe Informationen somatisch und ohne klassische Synapsen gespeichert werden können, erlebt heute in einem anderen Bereich eine überraschende Renaissance: der Immunologie von Wirbellosen.

Seit drei Jahren ist in den USA und Kanada der erste Impfstoff für Honigbienen zugelassen, und auf dem World Vaccine Congress in Washington D.C. wurden kürzlich vielversprechende Daten zu einer Vakzine für Shrimps vorgestellt. Der entscheidende Trick: Man füttert die Königinnen oder die Zuchtbestände mit inaktivierten Bakterien. Die vererbbare Immunität wird an die Nachkommen weitergegeben, und zwar nicht über die Gensequenz selbst, sondern vermutlich über epigenetische Veränderungen. In Labortests mit Shrimps stieg die Überlebensrate bei einer Infektion mit dem gefürchteten Vibrio parahaemolyticus, dem Erreger des Frühen Sterblichkeitssyndroms, von 27 auf 48 Prozent. Gegen das Weißfleckensyndrom-Virus schoss die Rate von null auf 58 Prozent hoch. Was Planarien durch Kannibalismus erlangten, erreichen Shrimps durch transgenerationale Prägung - ein Gedächtnis der angeborenen Immunabwehr, das eine Brücke zu McConnells Vision schlägt.

Der Fluch der fehlenden Lernbereitschaft

Und hier schließt sich der Kreis. Denn Gershmans Labor ist Teil einer wachsenden Bewegung von Kognitionsforschern, die den Blick über das Gehirn hinaus richten. Sein Team untersucht auch das einzellige Wimpertierchen Stentor coeruleus, das sein Verhalten auf Basis früherer Erfahrungen modifizieren kann - ganz ohne Neurone. Planarien, so die Hoffnung, könnten der nächste große Modellorganismus für die Erforschung körperlicher Gedächtnisformen sein, ließen sich McConnells Befunde denn reproduzieren. Aber sie lassen es nicht. So sehr sich Gershman auch mühte, egal aus welchem Gewässer die Planarien stammten: Kein einziger Wurm lernte, das Licht mit dem Schock zu assoziieren.

Dieses kollektive Versagen ist das eigentliche Rätsel dieser Geschichte. Wie konnte ein ganzer Forschungszweig in den 1960ern funktionieren und dann kollektiv einschlafen? Die Antwort steht aus. Vielleicht liegt es an subtilen Veränderungen in Haltung oder Ernährung, an der genetischen Drift jahrzehntelanger Nachzuchten oder an einem methodischen Detail, das in den enthusiastischen Berichten nie vollständig preisgegeben wurde. Was einst als Stolz der Schulwissenschaft galt - Studien, die der Journalist Arthur Koestler als fleischgewordene Metapher der Computertechnik pries - , stellt Forscher heute vor ein Vakuum. Die Ungereimtheit ist umso schmerzhafter, als das zugrundeliegende Konzept - die Übertragung von Information jenseits der Synapse - in anderen Disziplinen gerade neu aufblüht.

McConnell, der vor seiner Wissenschaftlerkarriere im Radio arbeitete, liebte die mediale Bühne und fütterte die Sensationsgier. Er publizierte in seinem eigenen, halb satirischen Worm Runner’s Digest und wurde zur Ikone einer Ära, in der man noch glaubte, die Grenzen des Geistes mit Pürierstab und Lichtschalter ausleuchten zu können. Kelsos erfolglose Strapazen zeigen, wie sehr wir uns in der Deutungshoheit über solche Experimente täuschen können. Es bleibt die schmerzhafte Ironie, dass das Gedächtnis der Wissenschaft an das Wurm-Gedächtnis möglicherweise selbst auf einer fehlerhaften Erinnerung beruht - und dass der wahre Mechanismus heute vielleicht in den epigenetischen Pfaden von Honigbienen und Shrimps zu finden ist, nicht in einem Cocktail aus pürierten Planarien. Bis das Rätsel gelöst ist, bleibt die Tür für eine unbequeme Frage offen: Ist das Gedächtnis vielleicht doch übertragbar - nur gerade nicht in unseren Laboren?

Quellen:

• Are Memories Transferable - or Edible? (Quanta Magazine)
• Flood of AI ‚garbage‘ is pushing open-source developers to the limit (New Scientist)
• Honeybees and shrimp are now getting vaccinated (Science News)
• The Boy Who Folded: How Hassabis Turned Chess Into a Nobel (Psychology Today - Articles)
• Does a Healthy Lifestyle Lower Dementia Risk for Those with APOE4? (Neuroscience News)
• The Forgotten Temperament: Hyperthymia (Psychology Today - Articles)

// weiterlesenCall of Duty Black Ops 7: KI in Spielen nach SAG-AFTRA-StreikMagazinEin EKG-Biomarker, den kein Arzt kannte: Wie Deep Learning den plötzlichen Herztod vorhersagtAlgorithmenWenn 1+1=-1: Forscher beobachten Atome, die sich plötzlich rückwärts drehenPhysik

Kinetyra