Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neurotransmitter GABA sagt Lernerfolge vorher

10.12.2015

In einer internationalen Kooperationsstudie mit der Johns Hopkins Universität in Baltimore haben Neurowissenschaftler der Ruhr-Universität untersucht, wie die Konzentration des Neurotransmitters GABA im Gehirn Lernprozesse beeinflusst. Mithilfe der Magnetresonanzspektroskopie konnten sie zeigen, dass Lernerfolge durch das Basisniveau des Botenstoffes GABA vorhergesagt werden können. Das Fachjournal „Cerebral Cortex“ hat die Ergebnisse der Studie veröffentlicht.

Botenstoff GABA spielt entscheidende Rolle in neuronaler Verarbeitung

Bei der Informationsverarbeitung im Gehirn kommunizieren die meisten Nervenzellen über chemische Botenstoffe, die sogenannten Neurotransmitter. Sie werden von den Synapsen der Nervenzellen entsendet und passen wie ein Schlüssel ins Schloss eines Rezeptors an der empfangenden Nervenzelle.

Dort erzeugen die Botenstoffe ein erregendes oder hemmendes Signal, das anschließend weiterverarbeitet wird. Der wichtigste hemmende Neurotransmitter im zentralen Nervensystem ist die γ-Aminobuttersäure, kurz GABA genannt.

Studien zur synaptischen Plastizität, also zur Anpassungs- und Lernfähigkeit des Gehirns, haben gezeigt, dass GABA eine entscheidende Rolle bei der Regulierung neuronaler Erregung spielt.

Zusammen mit Wissenschaftlern an der Johns Hopkins University und des Kirby Center for Functional Brain Imaging in Baltimore, haben Forscher der Ruhr-Universität nun zum ersten Mal beim Menschen eine Verbindung zwischen sensorischen Lernerfolgen und dem Basisniveau der GABA-Konzentration nachgewiesen.

Passive Stimulation erzeugt Lernprozesse

Für ihre Forschung stützen sich die Neurowissenschaftler auf Erkenntnisse früherer Studien. Diese haben gezeigt, dass passive Stimulation, ähnlich wie aktives Training, Lernprozesse im Gehirn auslöst. Für ihre eigene Studie erzeugte das Forscher-Team bei einer Gruppe von Probanden über passive Stimulation der Fingerspitzen durch elektrische Impulse, eine Verbesserung des Tastsinnes.

Durch die Passivität dieses Vorgangs konnten Lernprozesse im Gehirn und ihr Zusammenhang mit dem Botenstoff GABA unter Laborbedingungen beobachtet werden. Die Konzentration von GABA lässt sich dabei durch die Magnetresonanzspektroskopie bestimmen. Sie ermöglicht es den Wissenschaftlern, chemische Substanzen im Gewebe zu identifizieren und zu messen.

Vorhersage über Lernerfolge möglich

Die Messungen der interdisziplinären Arbeitsgruppe Neurowissenschaftliche Bildgebung am Bergmannsheil Universitätsklinikum, zeigen, dass sich die Konzentration von GABA im Laufe des Lernprozesses nicht ändert. Vielmehr ist das Basisniveau des Neurotransmitters entscheidend dafür, wie erfolgreich der Lernprozess sein wird. „Neben anderen genetischen und anatomischen Faktoren, nimmt der Botenstoff GABA eine wichtige Rolle beim Lernen ein. Die Basiskonzentration dieses Neurotransmitters lässt uns vorhersagen, wie erfolgreich jemand lernen wird“, erklärt die Arbeitsgruppe.

Kollaboration im DFG-geförderten Sonderforschungsbereich

Die Studie wurde, unter anderem, durch eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft für den Sonderforschungsbereich 874 „Integration und Repräsentation sensorischer Prozesse“ an der Ruhr-Universität Bochum ermöglicht. Sie ist das Ergebnis einer Kollaboration von Prof. Dr. Martin Tegenthoff, PD Hubert Dinse und Prof. Dr. Tobias Schmidt-Wilcke, die jeweils eigene Teilprojekte im SFB 874 leiten.

Titelaufnahme

Heba, S, Puts, N A J, Kalisch, T, Glaubitz, B, Haag, L M, Lenz, M, Dinse, H R, Edden, R A E, Tegenthoff, M, Schmidt-Wilcke, T (2015) Local GABA Concentration Predicts Perceptual Improvements After Repetitive Sensory Stimulation in Humans Cerebral Cortex doi: 10.1093/cercor/bhv296.

Weitere Informationen

Dr. Stefanie Heba
Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil GmbH
Neurologische Klinik und Poliklinik
Forschungsgruppe Plastizität
Bürkle-de-la-Camp-Platz 1
44789 Bochum
Tel: (0234) 302-3866
Stefanie.heba@rub.de

Text: Annegret Kalus

Raffaela Römer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave
02.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Europaweite Studie zu Antibiotikaresistenzen in Krankenhäusern
18.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: 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....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

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

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie