Wie Gedächtnis und Schizophrenie zusammenhängen

17. Februar 2014, 09:09
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Ein Netzwerk von Genen hängt mit dem Arbeitsgedächtnis, der Hirnaktivität und der Schizophrenie zusammen

Basel - Viele psychiatrische Erkrankungen werden von Gedächtnisstörungen begleitet. Basler Wissenschaftler haben nun ein Netzwerk von Genen gefunden, das grundlegende Eigenschaften von Nervenzellen steuert und für Gedächtnis, Hirnaktivität und Schizophrenie eine Rolle spielt. Ihre Forschungsresultate wurden in der Online-Ausgabe der US-Fachzeitschrift "Neuron" publiziert.

Sich für kurze Zeit Informationen merken zu können, ist eine grundlegende Fähigkeit des menschlichen Gehirns. Für die Aufrechterhaltung dieses sogenannten Arbeitsgedächtnis verwendet das Gehirn viel Energie – bei vielen psychiatrischen Erkrankungen ist das Arbeitsgedächtnis gestört. Forschende der Transfakultären Forschungsplattform "Molecular and Cognitive Neurosciences" (MCN) von Universität Basel und Universitären Psychiatrischen Kliniken beschreiben nun ein Netzwerk von Genen, welches grundlegende Eigenschaften von Nervenzellen steuert und mit Arbeitsgedächtnis, Hirnaktivität und Schizophrenie zusammenhängt.

Ionenkanäle mit Effekten

In der Studie untersuchte Angela Heck die genetischen Grundlagen des Arbeitsgedächtnisses bei über 2800 gesunden jüngeren und älteren Versuchsteilnehmern. Um aus dem gesamten Genom der Probanden biologisch sinnvolle Gen-Gruppen identifizieren zu können, verwendete sie Methoden der Bioinformatik. Bei der Analyse stach eine bestimmte Gen-Gruppe – nämlich jene der spannungsabhängigen Ionenkanäle – deutlich heraus. Gerade diese Moleküle sind für eine grundlegende Eigenschaft von Nervenzellen verantwortlich: für ihre elektrische Erregbarkeit. Darauf wurde die gleiche Methode bei einer Population von über 32.000 Patienten mit Schizophrenie und gesunden Probanden angewendet – die Ionenkanäle gehörten auch hier zu den Gen-Gruppen mit den genomweit stärksten Effekten.

In einem weiteren Schritt untersuchte Matthias Fastenrath mit Mitteln der funktionellen Bildgebung die Hirnaktivität von rund 700 gesunden Versuchsteilnehmern, während sie eine Arbeitsgedächtnisaufgabe lösten. Die Gen-Gruppe der Ionenkanäle korrelierte dabei stark mit der Aktivität in zwei unterschiedlichen Hirnregionen im Groß- und Kleinhirn. Aus früheren Studien ist bekannt, dass genau diese beiden Hirnareale zur Aufrechterhaltung eines intakten Arbeitsgedächtnisses beitragen. Moleküle, welche die elektrische Erregbarkeit der Nervenzellen steuern, spielen also für ein intaktes Arbeitsgedächtnis und für die Funktion von definierten Hirnarealen eine wichtige Rolle. Eine Störung dieses Mechanismus könnte auch zur Entwicklung einer Schizophrenie führen.

Ausgangslage für Medikamente

Die Ergebnisse der Studie tragen dazu bei, die molekularen Grundlagen wichtiger Gedächtnisprozesse und psychiatrischer Erkrankungen zu verstehen. Die Ergebnisse bieten eine gute Ausgangslage für die Entwicklung von Medikamenten zur Therapie von Gedächtnisstörungen und psychiatrischen Erkrankungen. (red, derStandard.at, 17.2.2014)

 

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