Was andere schwächt, macht Hippocampus-Synapsen stärker

26. Mai 2016, 11:24
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Erregende "CA3-CA3"-Synapsen in Gehirnteil für Gedächtnis haben spezielle Eigenschaften

Klosterneuburg/Wien – Das Gehirn speichert Information, indem es Verbindungen (Synapsen) zwischen Nervenzellen aktiviert und damit verstärkt. Wie das bei den speziellen Synapsen CA3-CA3 funktioniert, die etwa räumliche Information verarbeiten, haben nun österreichische Forscher herausgefunden. Sie werden selbst bei Bedingungen stärker, unter denen andere geschwächt würden, berichten sie im Fachjournal "Nature Communications"

Diese erregenden (exzitatorischen) Synapsen befinden sich im Hippocampus, das ist ein zentraler Gehirnteil, der eine wichtige Rolle für das Gedächtnis spielt. Die von Peter Jonas vom Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg (NÖ) und Kollegen untersuchte CA-3-Region in diesem Gehirnbereich ist insbesondere auch wichtig für das Speichern und Abrufen von räumlichen Informationen innerhalb des Gehirns, erklären die Forscher. Dort können nämlich Nerven-Aktivitätsmuster vervollständigt werden und somit aus lückenhaften Informationen eine vollständige räumliche Erinnerung entstehen.

Signal-Reihenfolge ohne Einfluss

Wie gut sich eine Synapse entwickelt (und somit Informationen speichern kann), hängt normalerweise stark vom Zeitpunkt ab, zu dem sie aktiviert wird, erklärte Jonas. Laut gängiger Regel (spike-timing-dependent-plasticity oder kurz: STDP-Regel) muss eine Nervenzelle A kurz vor Nervenzelle B ein Signal übertragen, damit die Verbindung zwischen ihnen verstärkt wird. Im umgekehrten Fall, also wenn B vor A aktiv wird, könne es zu einer Abschwächung kommen. Bei den "CA3-CA3"-Synapsen war aber die Reihenfolge egal, wie die Forscher herausfanden, in beiden Fällen wurde die Verbindung stärker.

Diese Synapsen haben also spezifische Eigenschaften, die sich vermutlich aus den Anforderungen an sie ergeben, meint Jonas. Nämlich dass sie in einem Netzwerk arbeiten, wo Informationen gespeichert und wieder abgerufen werden. Mit der neuen Lernregel könne man sich nun erklären, warum es bei vielen Versuchen mit Tieren zu stabilen Lernvorgängen kommt, obwohl die Verhaltensbedingungen dabei oft sehr vielfältig sind. (APA, red, 26.5.2016)

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