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    Aus einer Kette von Ereignissen entstehen sogenannte episodische Erinnerungen an einen räumlichen und zeitlichen Ablauf.

     

So entstehen Erinnerungen im Gehirn

Der Frage, wie Erinnerungen im Gehirn entstehen und gespeichert werden, sind Wissenschaftler aus Freiburg nachgegangen. Offensichtlich sind an dem Prozess nicht nur erregende, sondern auch hemmende Nervenzellen beteiligt.

 

Das menschliche Gehirn bildet täglich neue Erinnerungen an Vorkommnisse aus dem Alltag. Aus einer Kette von Ereignissen entstehen sogenannte episodische Erinnerungen an einen räumlichen und zeitlichen Ablauf.

Diese speichert das Gehirn im Hippocampus als Aktivierungsmuster von Nervenzellgruppen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Synapsen, die sich in ihrer Ausprägung verändern und anpassen können.

Welche molekularen Mechanismen der langanhaltenden Veränderbarkeit bestimmter Synapsen zugrundeliegen, haben Freiburger Wissenschaftler um Professor Dr. Marlene Bartos und Thomas Hainmüller untersucht. Die Forscher haben zeigen können, dass Nervenzellgruppen eine andere Funktion und eine neue Struktur erhalten, wenn sich das Gedächtnis bildet. Bei diesem Vorgang ändert sich die Stärke der Synapsen, was als langanhaltende synaptische Plastizität bezeichnet wird.

Bislang wurde dabei angenommen, dass Gedächtnisbildung vor allem an den Synapsen zwischen erregenden Nervenzellen stattfindet. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch Synapsen von hemmenden Nervenzellen eine Rolle spielen. Der Unterschied: Eine erregende Nervenzelle aktiviert die Zelle, mit der sie über eine Synapse verbunden ist, eine hemmende Zelle schaltet die nachfolgende Nervenzelle jedoch ab. Wenn hemmende Nervenzellen bei der Gedächtnisbildung aktiviert werden, trägt dies dazu bei, ähnliche Gedächtnisinhalte voneinander zu trennen.

Die Freiburger Forscher haben nunmehr die Stärke synaptischer Verbindungen von erregenden zu hemmenden Nervenzellen gemessen. Sie haben dabei zeigen können, dass sich die Stärke der Synapsen dauerhaft ändern kann und dieser Prozess von der Nervenzellaktivität abhängig ist: Waren Nervenzellen wiederholt gemeinsam aktiv, so hat dies die Verbindungen zwischen ihnen gestärkt.

Mit dem besseren Verständnis der Vorgänge auf molekularer Ebene verbindet sich die Hoffnung, Ansätze für innovative Therapieoptionen formulieren zu können. Denkbar ist zum Beispiel der gezielte medikamentöse Eingriff in die synaptische Plastizität zwischen erregenden und hemmenden Nervenzellen. Dies könnte beispielsweise bei der Behandlung von Gedächtnisstörungen hilfreich sein.

Literatur:
Hainmüller T et al., PNAS 2014; doi: 10.1073/pnas.1409394111

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