Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher der Freien Universität Berlin entdecken neuartiges Lern-Gen

01.08.2008
Wissenschaftler der Freien Universität Berlin sind der Entschlüsselung der molekularen Grundlagen des Lernens einen Schritt näher gekommen. Ein Team um den Neurobiologen Dr. Björn Brembs hat das erste Gen für operantes Konditionieren in der Fruchtfliege Drosophila entdeckt und damit einen neuen molekularen Lernprozess nachgewiesen.

Die Untersuchungen, die im Fachmagazin "Current Biology" veröffentlicht wurden, könnten auch helfen, die molekularen Prozesse bei Suchtverhalten besser zu verstehen.

Seit 80 Jahren unterscheidet die Wissenschaft zwei Lernformen: das klassische und das operante Konditionieren. Der Begriff der Klassischen Konditionierung wurde von dem russischen Mediziner Iwan Petrowitsch Pawlow geprägt, der seine Hunde so trainierte, dass diese schon auf einen Klingelton mit vermehrtem Speichelfluss reagierten, wenn dieser akustische Reiz regelmäßig der Fütterung vorausging. 20 Jahre später brachte der amerikanische Psychologe Burrhus Frederic Skinner Ratten bei, durch Drücken eines Hebels an Futter zu kommen - und prägte den Begriff der so genannten operanten Konditionierung.

Bisher nahm man an, dass bei beiden Lernformen eine bekannte Gruppe von Lern-Genen eine Rolle spielt. Eine These, die jetzt von den Arbeiten der Berliner Wissenschaftler widerlegt worden ist. Brembs und seine Mitarbeiter am Institut für Biologie der Freien Universität Berlin untersuchten dafür genetisch veränderte Fruchtfliegen, mit denen sie Lernexperimente in einem Flugsimulator durchführten.

... mehr zu:
»Lern-Gen

Im ersten Versuch wurde der Behälter, in dem sich die Fliegen befanden, mal in blaues und mal in grünes Licht getaucht. Bei Blau erhielt die Fliege zusätzlich einen für sie unangenehmen Hitzereiz - mit dem Ergebnis, dass sie der Farbe blau zu entfliehen versucht.

In einem weiteren Versuch wurde die Farbe blau mit dem Hitzereiz immer dann ausgelöst, wenn sich die Fliege nach rechts dreht. Das heißt, ähnlich wie im Rattenversuch von Skinner kann die Fliege aktiv erlernen, sich in einer bestimmten, für sie vorteilhaften Weise zu verhalten - nämlich ihren Körper nach links zu drehen und damit vom Hitzereiz verschont zu bleiben.

In einem dritten Versuch testeten die Wissenschaftler schließlich das rein operante Lernen (Verhaltenslernen). Dafür verzichteten sie auf den äußeren Reiz, also die Farben. Heiß wurde es für die Fliege nur, wenn sie ihren Körper nach rechts drehte.

Während Fliegen, bei denen die Gruppe der bekannten Lerngene verändert worden war, bei den ersten beiden Versuchen kläglich scheiterten, zeigten sie sich im dritten Versuch alles andere als dumm: Sie lernten sogar besser als ihre normalen Artgenossen.

Bisher sei angenommen worden, dass alle Formen des assoziativen Lernens durch die bekannten Lerngene bestimmt werden, sagt Brembs: "Unsere Untersuchungen zeigen, dass die prominenten Lerngene beim reinen Verhaltenslernen aber keine Rolle spielen. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass das Pawlowsche Reflex-Lernen das reine Verhaltens-Lernen unterdrückt."

Allerdings scheiterten genveränderte Fliegen, bei denen das Enzym "Proteinkinase C" gehemmt war, beim reinen Verhaltenslernen im dritten Versuch. Sie zeigten dort keinen Lerneffekt. Dafür lernten sie in den beiden anderen Versuchen sehr wohl. Brembs nimmt an, dass der operante, Proteinkinase C-abhängige Lernmechanismus dem so genannten Gewohnheitslernen zugrunde liegt, das auch beim Suchtverhalten eine Rolle spielt. Sollte das so sein, ließe sich die Entstehung einer Sucht möglicherweise dadurch verhindern, dass die Produktion des Enzyms "Proteinkinase C" bei diesen Menschen durch entsprechende Medikation gehemmt wird.

Ob die molekularen Lernmechanismen, die Brembs in den Fliegen gefunden hat, auch auf Säugetiere und möglicherweise sogar den Menschen übertragbar sind, lässt sich derzeit aber nicht sagen. "Dafür sind entsprechende Tests bei Mäusen oder Ratten erforderlich."

Nähere Auskünfte erteilt Ihnen gern:

Björn Brembs
bjoern@brembs.net, http://brembs.net
Institut für Biologie - Neurobiologie
Freie Universität Berlin
Königin-Luise-Strasse 28/30, 14195 Berlin, Germany
+49-(0)308-385-5050 (lab+office), +49-(0)308-385-5455 (fax)

Christa Beckmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de
http://brembs.net/rut-pkc

Weitere Berichte zu: Lern-Gen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics