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 Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

New pop-up strategy inspired by cuts, not folds

27.02.2017 | Materials Sciences

Sandia uses confined nanoparticles to improve hydrogen storage materials performance

27.02.2017 | Interdisciplinary Research

Decoding the genome's cryptic language

27.02.2017 | Life Sciences