Recent findings in neuroscience suggest that human brain structure changes in response to environmental alterations and skill learning. Whereas much is known about structural changes after intensive practice for several months, little is known about the effects of single practice sessions on macroscopic grey and white matter changes and about progressive (dynamic) morphological alterations relative to improved task proficiency during learning for several weeks. Using T1-weighted and diffusion weighted imaging in humans, we demonstrated significant grey matter alterations in frontal and parietal brain areas following only two sessions of practice in a complex stabilometer balancing task (Taubert et al., 2010). Grey matter changes in the prefrontal cortex correlated positive with subject`s performance improvements during a six weeks learning period. Furthermore, we found that microstructural changes of fractional anisotropy in corresponding white matter regions followed the same temporal dynamic in relation to task performance. The results make clear how marginal alterations in our ever changing environment affect adult brain structure and elucidate the interrelated reorganization in cortical areas and associated fibre connections in correlation with improvements in task performance. Neurowissenschaftliche Befunde deuten darauf hin, dass die Gehirnstruktur erwachsener Menschen durch Umwelteinflüsse und Lernprozesse verändert werden kann. Es konnte z. B. gezeigt werden, dass ein mehrmonatiges, täglich durchgeführtes Jonglage-Training zu strukturellen Veränderungen in visuellen Gehirnarealen führt. Unklar ist jedoch, (1) ob bereits wenige Übungseinheiten einen Einfluss auf die Gehirnstruktur haben können und (2) ob es einen Zusammenhang zwischen der zeitlichen Dynamik struktureller Veränderungen in der grauen und weißen Substanz und den Leistungsverbesserungen in einer motorischen Aufgabe innerhalb einer längeren Lernphase gibt. In einer Längsschnittuntersuchung mit Magnetresonanztomografie (MRT) konnte gezeigt werden, dass bereits 2x 45 Minuten Training in einer komplexen Gleichgewichtsaufgabe (verteilt über zwei Wochen) eine signifikante, strukturelle Veränderung in der grauen und weißen Substanz in frontalen und parietalen Gehirnbereichen bewirkt (Taubert et al., 2010). Die Veränderungen im präfrontalen Bereich während der sechswöchigen Lernphase korrelierten dabei positiv mit den individuellen Leistungsverbesserungen in der motorischen Aufgabe. Zudem zeigten sich leistungsabhängige, strukturelle Veränderungen in der weißen Substanz in unmittelbar angrenzenden Gebieten im Präfrontallappen. Diese Ergebnisse verdeutlichen das enorme Anpassungspotential des erwachsenen Gehirns an motorische Trainingsbelastungen mit geringemÜbungsumfang. Der Zusammenhang zwischen den Veränderungen in der grauen und weißen Substanz und den individuellen Leistungsverbesserung betont die Verhaltensrelevanz trainingsbedingter struktureller Neuroplastizität.
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