Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mathematik beflügelt Hirnforschung

11.08.2015

Das menschliche Gedächtnis besteht aus unterschiedlichen Vorgängen wie Lernen, Erinnern und Vergessen. Jedoch lassen sich diese Prozesse nicht direkt untersuchen. Wissenschaftlern der Universität Basel ist es nun gelungen, diese Vorgänge in einem mathematischen Modell zu beschreiben. Dadurch konnten die Forscher erstmals Gene identifizieren, welche die einzelnen Gedächtnisprozesse steuern. Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins PNAS.

Dank dem Gedächtnis können wir Fremdsprachen lernen, Prüfungen bestehen und uns an schöne Erlebnisse erinnern. Dabei wirken verschiede kognitive Prozesse zusammen, um eine optimale Gedächtnisfunktion zu gewährleisten. Informationen werden zunächst gelernt und dann abgespeichert. Später, wenn wir uns erinnern möchten, sind wir darauf angewiesen, dass auch der Abrufprozess einwandfrei funktioniert.


Wissenschaftlern der Universität Basel ist es gelungen, einzelne Gedächtnisprozesse wie Lernen, Erinnern und Vergessen in einem mathematischen Modell zu beschreiben.

(Bild: Universität Basel, Transfakultäre Forschungsplattform Molecular and Cognitive Neurosciences)

Ob die diversen Gedächtnisprozesse von identischen oder unterschiedlichen Genen und molekularen Mechanismen gesteuert werden, ist weitgehend unbekannt. Ein Grund dafür ist, dass viele dieser Prozesse nicht direkt messbar – und damit für die Forschung unzugänglich – sind.

Der Mathematiker Dr. Gediminas Luksys von der transfakultären Forschungsplattform der Universitären Psychiatrischen Kliniken Basel und der Fakultät für Psychologie der Universität Basel hat nun erstmals mit einem Computermodell die verschiedenen Gedächtnisprozesse beim Menschen beschrieben. Dazu wurden Daten von über 1700 Personen verwendet. Dank diesem Modell ist es gelungen, diese Prozesse messbar zu machen und genetische Analysen spezifisch für die einzelnen Gedächtnisvorgänge durchzuführen.

Einzelne Prozesse beruhen auf verschiedenen genetischen Grundlagen
Die Resultate zeigen, dass bei unterschiedlichen Gedächtnisprozessen auch unterschiedliche Gen-Netzwerke involviert sind: So konnte beispielsweise ein Transportprotein-Netzwerk mit dem Lernprozess und ein Zellhaftungs-Netzwerk mit der Gedächtnisabspeicherung in Verbindung gebracht werden. Diese Ergebnisse tragen dazu bei, die komplexen Abläufe des menschlichen Gedächtnisses zu verstehen, um später auch spezifische Therapien für unterschiedliche Gedächtnisstörungen zu entwickeln.

Die aktuelle Studie ist Teil des Basler Genetik-Gedächtnis-Projekts, welches von Prof. Dominique de Quervain und Prof. Andreas Papassotiropoulos geleitet wird. Die beiden Leiter der transfakultären Forschungsplattform setzen sich dafür ein, diese Ergebnisse aus der Grundlagenforschung schnellstmöglich in Therapieprojekte zu überführen.

Originalbeitrag
Gediminas Luksys, Matthias Fastenrath, David Coynel, Virginie Freytag, Leo Gschwind, Angela Heck, Frank Jessen, Wolfgang Maier, Annette Milnik, Steffi G. Riedel-Heller, Martin Scherer, Klara Spalek, Christian Vogler, Michael Wagner, Steffen Wolfsgruber, Andreas Papassotiropoulos, and Dominique J.-F. de Quervain
Computational dissection of human episodic memory reveals mental process-specific genetic profiles
PNAS (2015), doi: 10.1073/pnas.1500860112
http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1500860112

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Dominique de Quervain, Universität Basel, Transfakultäre Forschungsplattform Molecular and Cognitive Neurosciences, Tel. +41 61 267 02 37, E-Mail: dominique.dequervain@unibas.ch

Olivia Poisson | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Wie gesund werden wir alt?
18.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Entrepreneurship-Studie: Großes Potential für Unternehmensgründungen in Deutschland
15.09.2017 | Alexander von Humboldt Institut für Internet und Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik