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 Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie