Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entschlüsseln Rhythmus des Gedächtnisses

03.06.2015

Wenn wir uns neue Dinge merken, arbeiten die Nervenzellen in bestimmten Gehirnzentren plötzlich im Gleichtakt. Hirnforscher der Universität haben nun aufgeklärt, wie es zu dieser Synchronisierung kommt. Ihre Ergebnisse gewähren wichtige neue Einblicke in die Arbeitsweise unseres Gedächtnisses. Die Arbeit erscheint im angesehenen "Journal of Neuroscience".

Im Zentrum des Gedächtnisses, dem Hippocampus, herrscht ein schnellerer Rhythmus als bei bei einem Heavy-Metal-Konzert: Bis zu zehn Mal in der Sekunde feuern dort die Nervenzellen, wenn wir uns neue Dinge einprägen. Und zwar, wie die Instrumente eines Orchesters, im schönsten Gleichtakt.


Spielen eine Schlüsselrolle für das Gedächtnis: Cholinerge Zellen (grün) sorgen durch die Ausschüttung von Acetylcholin dafür, dass die Gedächtniszellen langsamer takten.

(c) Foto: Holger Dannenberg/Labor für Experimentelle Epileptologie und Kognitionsforschung

Der Taktstock, der diesen Rhythmus dirigiert, sitzt etwas entfernt im Vorderhirn – das so genannte mediale Septum. Wenn das Septum nicht richtig funktioniert, entartet der Heavy-Metal-Rhythmus des Gedächtnisses zur Kakofonie. Gleichzeitig versorgt das Septum den Hippocampus mit dem Nervenzell-Botenstoff Acetylcholin, der für die Speicherung neuer Gedächtnisinhalte wichtig ist. Menschen mit einem geschädigten Septum haben daher Probleme, sich neue Geschehnisse zu merken.

Wie wichtig die Funktion des Septums ist, weiß man schon seit einigen Jahrzehnten. Unbekannt war bislang allerdings, inwiefern die Acetylcholin-Ausschüttung mit der Taktgeber-Funktion zusammen hängt. Wissenschaftler um den Epileptologen Prof. Dr. Heinz Beck von der Universität Bonn haben diese Frage nun geklärt.

Eine Schlüsselrolle übernehmen demnach Acetylcholin-produzierende Zellen im Septum. Diese „cholinergen“ Zellen sind mit dem Hippocampus verkabelt, so dass sie dort Acetylcholin ausschütten können. Das Acetylcholin bremst im Hippocampus die Gedächtniszellen, so dass diese langsamer feuern.

Gleichzeitig aktivieren die cholinergen Zellen im Septum selbst die eigentlichen Taktgeber-Zellen. Auch diese entsenden Steuerungs-Leitungen in den Hippocampus. Darüber können sie sehr genau regeln, wann und mit welcher Frequenz die Gedächtniszellen feuern. Zusammen bewirken diese zwei Effekte, dass die Gedächtniszellen im Hippocampus zwar seltener feuern, dafür aber sehr präzise und synchron.

Merken und Erinnern geht nicht zur gleichen Zeit

Doch warum ist es überhaupt nötig, dass die Nervenzellen im Hippocampus synchron aktiv werden? „Vermutlich ist der Rhythmus wichtig, um die Funktionen des Gedächtnisses zu koordinieren“, spekuliert Holger Dannenberg vom Labor für experimentelle Epileptologie der Universität Bonn. „So ist es wahrscheinlich nur in bestimmten Phasen des Rhythmuses möglich, Inhalte zu speichern, und in anderen Phasen, gespeicherte Inhalte zu laden.“

Merken und Erinnern werden so zeitlich voneinander entkoppelt. Wenn das nicht funktioniert, gerät unser Gedächtnis durcheinander. Eventuell erlauben die Ergebnisse daher auch neue Einblicke in die Entstehung von Demenz-Erkrankungen. So gibt es bereits Hinweise darauf, dass bei Alzheimer-Patienten die Funktion des Septums gestört ist.

Publikation: Holger Dannenberg, Milan Pabst, Oliver Braganza, Susanne Schoch, Johannes Niediek, Melike Bayraktar, Florian Mormann, und Heinz Beck: Synergy of Direct and Indirect Cholinergic Septo-Hippocampal Pathways Coordinates Firing in Hippocampal Networks; Journal of Neuroscience, DOI:10.1523/JNEUROSCI.4460-14.2015

Kontakt:

Holger Dannenberg
Labor für Experimentelle Epileptologie
Universität Bonn
Tel. 0228/6885-157
E-Mail: hdannenb@uni-bonn.de

Prof. Dr. Heinz Beck
Labor für Experimentelle Epileptologie
Universität Bonn
Tel. 0228/6885-270
E-Mail: heinz.beck@ukb.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs
06.12.2016 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Tempo-Daten für das „Navi“ im Kopf
06.12.2016 | Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Tempo-Daten für das „Navi“ im Kopf

06.12.2016 | Medizin Gesundheit

Patienten-Monitoring in der eigenen Wohnung − Sensorenanzug für Schlaganfallpatienten

06.12.2016 | Medizintechnik