Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Synapsin hilft Gedächtnis auf die Sprünge: Studie untersucht Beitrag des Proteins für Lernprozesse

18.12.2015

Duft kann Appetit machen. Bereits Larven der Fruchtfliege Drosophila melanogaster können lernen, dass bestimmte Düfte mit einer Nahrungsbelohnung verknüpft sind, andere Gerüche jedoch nicht. Das Team um Prof. Dr. Bertram Gerber und Jörg Kleber vom Magdeburger Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) hat dazu nun eine neue Studie im Fachjournal Learning & Memory veröffentlicht. Darin haben die Wissenschaftler entschlüsselt, welche Rolle das Protein Synapsin beim Duft-Lernen hat.

„Die Fliegenlarven werden darauf trainiert, einen Duft mit einer Belohnung zu verknüpfen. Dazu wird ihnen zunächst ein Duft auf einer zuckerhaltigen Schale präsentiert. Während sich die Larven vollfressen, nehmen sie den Geruch wahr.


Fliegenlarven können lernen, Duft (grün) mit Futterbelohnung (rot) zu verknüpfen.

LIN/Reinhard Blumenstein


Welcher Duft verspricht Futter? Fliegenlarven im Lerntraining zwischen zwei Duftstoff-Containern.

Center for Behavioral Brain Sciences, Dirk Mahler

Dann werden sie auf eine zuckerfreie Schale gebracht und einem anderen Duft ausgesetzt. Nachdem man diese Prozedur drei Mal wiederholt hat, kommen sie in eine Testschale und können zwischen den beiden Düften wählen“, so Studienleiter Gerber. Wenn die Larven die Verknüpfung gelernt haben, wandern sie zu dem Geruch, der vorher auf der zuckrigen Schale zu riechen war. „Das ist eine klassische Konditionierung, wie sie Pawlow mit seinen Hunden durchgeführt hat“, erklärt er.

Die Magdeburger Wissenschaftler haben mit dieser Methode untersucht, welchen Beitrag das Synapsin-Protein für diesen Lernvorgang leistet. Doktorand Jörg Kleber erläutert:

„Wir haben jeweils die Duft- oder die Zuckerkonzentration verändert, oder den Abstand zwischen Training und Test. Dann haben wir geschaut, wie gut Wildtypen, also normale Fliegenlarven, und Mutanten, denen das Synapsin im Gehirn fehlt, sich erinnern.“ Dabei konnten sie mit Hilfe ihrer Experimente feststellen: Es ist eben nicht immer so, dass Wildtyp-Larven besser lernen als mutierte Larven.

Dabei fanden die Forscher heraus: Bei einer geringen Duftkonzentration gab es zwischen beiden Gruppen von Larven keine Unterschiede – sie erinnerten sich gleich gut. Nur bei hohen Duftkonzentrationen waren die wildtypischen Larven im Vorteil. „Das haben wir auch für einen weiteren Duft bestätigen können“, so Kleber. In einem nächsten Experiment veränderten sie die Konzentration der Zuckerbelohnung in den Schalen.

„Auch hier konnten wir zeigen, dass Wildtypen nur mit einer hohen Konzentration besser lernen als Mutanten ohne Synapsin.“ Gleiches galt für die Zeitspanne zwischen Training und Test. „Zunächst sind die normalen Larven besser, aber mit nur fünfminütigem Abstand zwischen Training und Test konnten wir keinen Unterschied mehr zwischen beiden Larventypen feststellen“, so die Wissenschaftler.

Im Prinzip kann eine Larve ohne das Synapsin-Protein also durchaus lernen und sich erinnern – aber mit Synapsin funktioniert es einfach besser. „Man könnte sagen, Synapsin ist ein natürlicher ,cognitive enhancer´.“

Dies hängt wohl mit der Arbeitsweise des Proteins zusammen. „Synapsin reguliert die Ausschüttung von Botenstoffen zwischen Nervenzellen. Wir gehen davon aus, dass es Lern- und Gedächtnisprozesse verbessert, indem eine Veränderung der Ausschüttung bei besonders wichtigen Ereignissen besonders leicht erfolgen kann.“ Zukünftige Studien sollen die natürliche Verbesserung von Lern- und Gedächtnisprozessen durch Synapsin weiter aufklären. Solche Erkenntnisse lassen sich womöglich auf den Menschen übertragen, denn Synapsin ist auch im menschlichen Gehirn vorhanden.

Die Studie ist online verfügbar unter:
http://learnmem.cshlp.org/gca?gca=learnmem%3B23%2F1%2F9&submit=Get+All+Check...

Synapsin is required to “boost” memory strength for highly salient events
Jörg Kleber, Yi-Chun Chen, Birgit Michels, Timo Saumweber, Michael Schleyer, Thilo Kähne, Erich Buchner, and Bertram Gerber

Das Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg ist ein Zentrum für Lern- und Gedächtnisforschung.

Weitere Informationen:

http://learnmem.cshlp.org/gca?gca=learnmem%3B23%2F1%2F9&submit=Get+All+Check...

Sophie Ehrenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Duft Fliegenlarven Gedächtnis Gehirn Geruch Larven Lernprozesse Mutanten Neurobiologie Schale

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