Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Jung geblieben - Neue Nervenzellen im erwachsenen Gehirn verantwortlich für flexibles Lernen

07.05.2009
Im Fokus der neuen Studie von Dresdner und Berliner Wissenschaftlern stehen aus adulten Stammzellen hervorgehende Körnerzellen des Hippocampus zusammen mit der Frage, wie diese die Verknüpfung von Erfahrungen und neuen Eindrücken beeinflussen.

Sie sind nur wenige Mikrometer groß und leisten Erstaunliches: Im erwachsenen Gehirn geborene Körnerzellen des Hippocampus. Sie ermöglichen ein flexibles Lernen in einer sich verändernden Umwelt und erlauben es dem Gehirn, selbst winzige Unterschiede gezielt wahrzunehmen und diese neben bereits gemachten Erfahrungen abzuspeichern.

Diese Erkenntnisse sind das Ergebnis einer Studie von Forschern am Dresdner DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien (CRTD) und der Berliner Charité. In der interaktiven online Zeitschrift PLoS ONE stellen die Forscher ihre Analyse vor.

Die genaue Funktion von neuen, aus bereits vorhandenen Stammzellen geborenen Körnerzellen (Nervenzellen) im erwachsenen Hippocampus ist zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht geklärt. Um etwas mehr Licht ins Dunkel zu bringen, entwickelte die Forschungsgruppe um Prof. Gerd Kempermann vom CRTD ein Analyseverfahren, welches ermöglicht, qualitative Aspekte des Lernens und die Rolle von Körnerzellen in diesem Prozess zuverlässig abzubilden. Dazu wurde die Neubildung von Körnerzellen im erwachsenen Gehirn von Mäusen unterdrückt. In einem Morris-Wasserlabyrinth mit versteckter Plattform beobachteten die Forscher danach fünf Tage lang das Verhalten behandelter und unbehandelter Mäuse auf der Suche nach einer im Wasser verborgenen Plattform. Die Schwimmmuster wurden mit einem Algorithmus statistisch ausgewertet. Die Forscher interessierte bei der Beobachtung nicht vorrangig wie schnell die Mäuse zur Plattform schwammen, sondern welche Suchstrategien die Tiere dabei verwendeten.

"Beide Testgruppen fanden die Plattform, die behandelten Mäuse verwendeten jedoch weniger effektive Strategien, um sie zu finden", so Gerd Kempermann. "Nach drei Tagen änderten wir die Position der Plattform. Auch hier fanden beide Gruppen das neue Ziel, die behandelten Mäuse suchten allerdings für eine längere Zeit an der alten Position", erklärt Kempermann. "Wir schlussfolgerten daraus, dass der Mangel an neugeborenen Körnerzellen dafür verantwortlich ist, dass die Mäuse die neue Aufgabe zunächst nicht effektiv erlernen konnten. Die Tieren konnten auf das Auftreten einer neuen, jedoch sehr ähnlichen Situation nicht flexibel reagieren."

Die auf einem mathematischen Modell beruhende Hypothese der Wissenschaftler in dieser Studie ist, dass neue Körnerzellen im Gyrus dentatus (Teil des Hippocampus) das Risiko ungünstiger Wechselwirkungen zwischen bereits gemachten Erfahrungen und neuen Gedächtnisinhalten erheblich verringern. Ihnen kommt daher zur Aufrechterhaltung kognitiver Flexibilität eine wichtige Rolle zu. Dr. Alexander Garthe, Postdoc bei Kempermann, fasst die Ergebnisse der Studie zusammen: "Unsere Studie bestätigt, dass adulte Neurogenese, also das Entstehen neuer Nervenzellen im erwachsenen Gehirn, wichtige Aspekte des Lernens beeinflusst. Die neuen Körnerzellen werden gebraucht, um neue Informationen aus der Umwelt effizient mit zuvor gemachten Erfahrungen zu integrieren. Dies gilt besonders dann, wenn der Unterschied zwischen bereits vorhandenen Erinnerungen und neuen Inhalten nur sehr klein ist."

Es wird angenommen, dass adulte Neurogenese auch bei neurodegenerativen Erkrankungen des Menschen wie z.B. der Alzheimer Demenz eine wichtige Rolle spielt. Die Ergebnisse dieser Studie erweitern also nicht nur unser Verständnis der neurobiologischen Grundlagen von Lernvorgängen sondern sie können dazu beitragen, neue Therapien auf der Grundlage bereits im Gehirn vorhandener Stammzellen zu entwickeln.

Publikation: Garthe A, Behr J, Kempermann G. Adult-generated hippocampal neurons allow the flexible use of spatially precise learning strategies. PLoS ONE. May 7, 2009

Den vollen Artikel können Sie unter http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0005464 einsehen und herunterladen.

Hintergrund: DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD)
Das CRTD wurde im Oktober 2006 als das Exzellenzcluster der TU Dresden "From Cells to Tissues to Therapies" in der Exzellenzinitiative des Bundes bewilligt und ist bisher das einzige in den neuen Bundesländern. Die Forschung im Zentrum hat zum Ziel regenerative Therapien für Krankheiten, wie Diabetes, Parkinson, oder Herz-Kreislauferkrankungen zu entwickeln. Das CRTD hat einen interdisziplinären Netzwerkcharakter mit etwa 80 Mitgliedern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen Dresdens und mehreren Partnern aus der Wirtschaft.
Kontakt für Journalisten:
Katrin Bergmann, Pressesprecherin CRTD
Tel.: 0351 463 40347, E-Mail: katrin.bergmann@crt-dresden.de,
Prof. Gerd Kempermann, Professor am CRTD
Tel.: 0351 463 40086, E-Mail: gerd.kempermann@crt-dresden.de
Dr. Alexander Garthe, Postdoc in der Gruppe von Prof. Kempermann
Tel.: 0351 463 40165, E-Mail: alexander.garthe@crt-dresden.de

Katrin Bergmann | idw
Weitere Informationen:
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0005464
http://www.crt-dresden.de

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