Wie das Gehirn auf Zuwachs schaltet – Hirnforscher überprüfen Lern- und Gedächtnisprozesse

Im aktiven Gehirn sterben nicht nur weniger Nervenzellen ab, bestimmte Umweltreize lassen ganze Hirnregionen wachsen und Signale werden effizienter übertragen. Für diese Prozesse haben Forscher um Prof. Dr. Rolf Heumann (Molekulare Neurobiochemie, Fakultät für Chemie der RUB) jetzt im Maus-Modell ein Protein als zentralen Schalter ausgemacht. Ihre Hypothese: Dieses sog. Ras-Protein könnte Schlüssel der Sinnesverarbeitung aller Lebewesen sein.

Nervenzellen: größer – schneller – besser

In sog. synRas-Mäusen, in denen das Ras-Protein permanent aktiv ist, machen die Forscher erstaunliche Entdeckungen: Einzelne Nervenzellen vergrößern sich, ihre Dendritenbäume (Signal-Empfänger) zeigen stärkere Verzweigungen und die Sendeeinrichtungen (Axone) haben drastisch vergrößerte Durchmesser. Schließlich weisen auch die Verschaltungen von Sendern und Empfängern (Synapsen) weitreichende Veränderungen auf. Die Synapsen sind zwar kleiner, dafür zahlreicher – mit einer Dichte wie beim Menschen – und arbeiten wesentlich effizienter als die normaler Mäuse.

Gedächtnis und Lernen beeinflusst?

Ob diese Veränderungen Auswirkungen auf das Lernen und das Gedächtnis haben, untersuchen die Neurowissenschaftler nun anhand einer speziellen Gehirnregion – des Hippokampus. Er ist das „Eingangstor“ für Gedächtnisprozesse. Doch bei synRas-Mäusen verhindert das Ras-Protein hier die zelluläre Plastizität (Neubildung und Absterben bestimmter Nervenzellen), da es die Zellen zur Teilung anregt und damit überleben lässt. Das wirkt sich negativ auf das Kurzzeitgedächtnis aus. Wie das bei anderen Gedächtnisprozessen ist, wird derzeit untersucht. Die Forscher vermuten, dass die drastischen Veränderungen an den Dendriten und Synapsen der Nervenzellen nicht nur bei synRas-Mäusen vorkommen, sondern normale Veränderungen bei der Sinnesverarbeitung von Umweltreizen sind.

Themen in RUBIN 1/2005

In RUBIN 1/2005 finden Sie außerdem folgende Themen: Geisteswissenschaften: Die Jugend literarisch auf Linie bringen: Die Ermordung der Herero im Diskurs des Deutschen Kaiserreichs; Integrative Medienerziehung fördert Lesekompetenz: Viva, MTV – und Bücher lesen; Schüler sicher machen in Bus und Bahn: Ohne Gewalt stark; Medizin: Versorgungsforschung bringt es an den Tag: Unerkannt und unterversorgt; IBEKOM: das erste wissenschaftliche Callcenter: „Wie geht es denn heute?“; Naturwissenschaften: Kompakte Strahlungsquellen erschließen Marktpotenzial: Terahertz-Strahlung entgeht nichts; Exotische Elementarteilchen vorausgesagt und entdeckt: Mit Pentaquarks die Welt erklären. RUBIN ist für 2,50 Euro in der Pressestelle der RUB erhältlich (0234/32-22830, rubin@presse.rub.de)

Weitere Informationen

Prof. Dr. Rolf Heumann, Molekulare Neurobiochemie, Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-28230, E-Mail: rolf.heumann@ruhr-uni-bochum.de