Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gedächtnis braucht keine dauerhaften Synapsen im Hippocampus

22.06.2015

Forscher untersuchen, wie neue Eindrücke ins Langzeitgedächtnis übertragen werden

Die Hirnforschung wurde durch den berühmten Patienten H.M. revolutioniert, der sich nach einer Hirnoperation im Jahr 1953 an keine neuen Erlebnisse mehr erinnern konnte. Nur ein kleiner Bereich im Gehirn – der Hippocampus – ist dafür verantwortlich, dass neu gewonnene Eindrücke ins Langzeitgedächtnis abgespeichert werden.


Nervenzelle im Hippocampus: Die baumförmigen Verästelungen der Zelle sind mit kleinen Auswüchsen besetzt, den synaptischen Dornen. Auf diesen Dornen sitzen die Synapsen.

MPI f. Psychiatrie / A. Attardo

Alessio Attardo, Gruppenleiter am Münchner Max-Planck-Institut für Psychiatrie, konnte mit neuesten Mikroskopie-Techniken und ausgeklügelten mathematischen Modellen zeigen, dass dendritische Dornen und Synapsen im Hippocampus von Mäusen nur so lange bestehen, bis Erinnerungen von dort ins Langzeitgedächtnis übertragen werden.

Im Jahr 1953 verlor Henry Molaison, besser bekannt als Patient H.M., die Fähigkeit, neue Erinnerungen abzuspeichern. Was war geschehen? Seit seiner Kindheit litt er an heftigen epileptischen Anfällen. In einer bahnbrechenden Operation wurden ihm aus beiden Hirnhälften fingergroße Stücke des mittleren Schläfenlappens entfernt – darunter große Teile des Hippocampus.

Die epileptischen Anfälle wurden seltener, aber H.M. konnte fortan keine neuen Erinnerungen mehr speichern – sein Gehirn konnte keine Erfahrungen mehr im Langzeitgedächtnis ablegen. Mittlerweile wissen wir, dass im Hippocampus verschiedenste Informationen zusammenfließen, verarbeitet und dann zur Großhirnrinde zur dauerhaften Speicherung zurückgesandt werden. Der Hippocampus ist also die zentrale Schaltstelle zur Überführung von Erinnerungen aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis.

Doch wie funktioniert diese Verarbeitung im Hippocampus auf zellulärer Ebene? Seit 2008 widmete sich der Neurowissenschaftler Alessio Attardo, jetzt Gruppenleiter am Münchner Max-Planck-Institut für Psychiatrie, zusammen mit James Fitzgerald, theoretischer Physiker und jetzt an der Harvard University (USA), unter der Leitung von Mark Schnitzer an der Stanford University (USA) dieser Frage.

Nervenzellen kommunizieren miteinander über sogenannte Synapsen: spezialisierte Strukturen die sich auf fingerartigen Ausstülpungen befinden, den dendritischen Dornen. Wenn immer wieder Signale von einer Nervenzelle zur anderen geschickt werden, stabilisieren sich die Synapsen und dendritischen Dornen zwischen den beiden Zellen.

„In den Gehirnbereichen, die für das Langzeitgedächtnis zuständig sind, gibt es stabile und kurzlebige dendritische Dornen. Stabile speichern Erinnerungen ein Leben lang. Kurzlebige werden dann stabilisiert, wenn neue Informationen hinzukommen“, erklärt Alessio Attardo. „Wir dachten uns, dass das im Hippocampus anders sein muss, weil hier Erinnerungen nur vorübergehend verarbeitet werden.“

Und so ist es auch. Die Forscher haben nun durch neueste Mikroskop-Technologie und ausgeklügelte mathematische Modelle Hinweise darauf, dass Synapsen auf dendritischen Dornen im Hippocampus einer Maus nur etwa 30 Tage bestehen – genau so lange, wie es dauert, die Erinnerungen ins Langzeitgedächtnis abzuspeichern.

Alessio Attardo und seine Kollegen haben für ihre Bildaufnahmen eine neue minimal-invasive Methode entwickelt. Sie verknüpften ein Endoskop mit einem 2-Photonen-Mikroskop und konnten so mehrere Wochen lang hochauflösende Bilder von dendritischen Dornen im Hippocampus lebender Mäuse aufnehmen.

„Dank dem fatalen Schicksal von Patient H.M. ist die Hirnforschung auf die wichtige Rolle des Hippocampus beim Lernen und Gedächtnis aufmerksam geworden“, fasst Alessio Attardo zusammen. „Mit unseren neuen Methoden können wir jetzt völlig neue Experimente machen. In München möchten wir nun den Zusammenhang zwischen Synapsen im Hippocampus und Lernen untersuchen. Wir werden uns vor allem darauf fokussieren, welchen Einfluss Stress dabei auf die molekularen Vorgänge hat.“


Ansprechpartner

Dr. Alessio Attardo
Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
Telefon: +49 89 30622-574

E-Mail: alessio_attardo@psych.mpg.de


Originalpublikation
Attardo A, Fitzgerald JE and Schnitzer MJ.

Impermanence of dendritic spines in live adult CA1 hippocampus

Nature; 22 June, 2015

Dr. Alessio Attardo | Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/9286494/gedaechtnis-dornen-hippocampus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Kleine Moleküle gegen altersbedingte Erkrankungen
21.02.2017 | Universität Bayreuth

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: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten