Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alzheimer: Plaques stören Gedächtnisbildung im Schlaf

22.10.2015

Alzheimerpatienten leiden häufig unter Schlafstörungen, meist schon bevor sie vergesslich werden. Bekannt ist zudem, dass Schlaf bei der Gedächtnisbildung eine sehr wichtige Rolle spielt. Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben jetzt erstmals zeigen können, wie sich die krankmachenden Veränderungen im Gehirn auf die Vorgänge der Informationsspeicherung im Schlaf auswirken. Anhand von Tiermodellen konnten sie den genauen Mechanismus entschlüsseln und die Störung mit medikamentösen Wirkstoffen abmildern.

Vor allem die langsamen Schlafwellen, sogenannte slow oscillations, die unser Gehirn nachts erzeugt, dienen dazu, Gelerntes zu verfestigen und Erinnerungen in den Langzeitspeicher zu verschieben. Die Wellen werden über ein Netzwerk an Nervenzellen in der Hirnrinde gebildet und breiten sich dann in andere Hirnareale wie den Hippocampus aus.


Langsame Wellen im Gehirn breiten sich beim Schlafen normal aus (links). Durch Amyloid-β-Plaques wird der Prozess gestört (Mitte), was durch Gabe eines Benzodiazepins behoben werden kann (rechts).

Bild: Marc Aurel Busche / TUM

„Diese Wellen sind eine Art Signal, mit dem sich die Hirnareale gegenseitig bestätigen `ich bin bereit, der Informationsaustausch kann losgehen`. Während des Schlafes herrscht daher ein hohes Maß an Kohärenz zwischen weit entfernten Nervenzellnetzwerken“, erklärt Dr. Dr. Marc Aurel Busche, Wissenschaftler an der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie am TUM Klinikum rechts der Isar und am Institut für Neurowissenschaften der TUM. Er leitete gemeinsam mit Prof. Dr. Arthur Konnerth vom Institut für Neurowissenschaften die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience erschien.

Gestörte Ausbreitung der Schlafwellen bei Alzheimer

Wie die Forscher herausfanden, ist bei Alzheimer dieser Kohärenz-Prozess gestört. Sie nutzten für ihre Studie Mausmodelle, mit denen sich die Defekte im Gehirn bei Alzheimerkranken nachstellen lassen. Die Tiere bilden dieselben Proteinablagerungen, die so genannten β-Amyloid Plaques, die auch in Patienten sichtbar sind.

Die Wissenschaftler konnten jetzt zeigen, dass diese Plaques direkt Störungen bei den langsamen Schlafwellen auslösen. „Die langsamen Oszillationen treten zwar noch auf, sie können sich aber nicht mehr richtig ausbreiten – das Signal für den Informationsabgleich fehlt deshalb in den entsprechenden Hirnbereichen“, fasst Marc Aurel Busche zusammen.

Den Wissenschaftlern gelang es auch auf molekularer Ebene diesen Defekt zu entschlüsseln: Damit sich die Wellen korrekt ausbreiten können, muss eine präzise Balance zwischen Anregung und Hemmung auf Nervenzellen eingehalten werden. Bei den Alzheimer-Mäusen kam dieses Gleichgewicht durch die Proteinablagerungen durcheinander – die Hemmung war vermindert.

Geringe Dosen Schlafmittel als mögliche Therapie

Dieses Wissen nutzten Busche und sein Team, um den Defekt medikamentös zu behandeln. Von einer Sorte Schlafmitteln, den Benzodiazepinen, ist bekannt, dass sie die hemmenden Einflüsse im Gehirn verstärken. Verabreichten die Wissenschaftler geringe Mengen des Schlafmittels den Mäusen (etwa ein Zehntel einer Standarddosis), konnten sich auch die langsamen Schlafwellen wieder korrekt ausbreiten. Dass nun auch die Lernleistung wieder besser war, zeigten sie anschließend bei den Tieren mit Verhaltensexperimenten.

Für die Forscher sind die Ergebnisse natürlich erst ein Anfang auf dem Weg zu einer geeigneten Therapie gegen Alzheimer. „Diese Erkenntnisse sind aber aus zwei Gründen hochinteressant: erstens haben Mäuse und Menschen dieselben Schlafoszillationen im Gehirn – die Ergebnisse sind also übertragbar. Zweitens lassen sich diese Wellen mit einem normalen EEG-Gerät erfassen und somit auch Störungen schon früh diagnostizieren“, fasst der Wissenschaftler zusammen.

Publikation
Marc Aurel Busche, Maja Kekuš, Helmuth Adelsberger, Takahiro Noda, Hans Förstl, Israel Nelken und Arthur Konnerth, Rescue of long-range circuit dysfunction in Alzheimer’s disease models, Nature Neuroscience, 12. Oktober, 2015.
DOI: 10.1038/nn.4137
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4137.html

Kontakt
Dr. Dr. Marc Aurel Busche
Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie am TUM Klinikum rechts der Isar &
Institut für Neurowissenschaften der TUM
Tel: +49 (0)89 4140 – 4201
aurel.busche@tum.de

Weitere Informationen:

http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/32681 - Diese Pressemeldung im Web
http://www.psykl.mri.tum.de - Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie am TUM Klinikum rechts der Isar
http://www.ifn.me.tum.de/new - Institut für Neurowissenschaften der TUM

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Konzept für neue Technik zur Untersuchung superschwerer Elemente vorgestellt
13.07.2020 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Alternativmethoden für Tierversuche: VISION – Ein mikrofluidisches Chipsystem als Alternative zu Tierversuchen
13.07.2020 | Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT

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: Kryoelektronenmikroskopie: Hochauflösende Bilder mit günstiger Technik

Mit einem Standard-Kryoelektronenmikroskop erzielen Biochemiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) erstaunlich gute Aufnahmen, die mit denen weit teurerer Geräte mithalten können. Es ist ihnen gelungen, die Struktur eines Eisenspeicherproteins fast bis auf Atomebene aufzuklären. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "PLOS One" veröffentlicht.

Kryoelektronenmikroskopie hat in den vergangenen Jahren entscheidend an Bedeutung gewonnen, besonders um die Struktur von Proteinen aufzuklären. Die Entwickler...

Im Focus: Electron cryo-microscopy: Using inexpensive technology to produce high-resolution images

Biochemists at Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) have used a standard electron cryo-microscope to achieve surprisingly good images that are on par with those taken by far more sophisticated equipment. They have succeeded in determining the structure of ferritin almost at the atomic level. Their results were published in the journal "PLOS ONE".

Electron cryo-microscopy has become increasingly important in recent years, especially in shedding light on protein structures. The developers of the new...

Im Focus: Neue Schlankheitstipps für Computerchips

Lange Zeit hat man in der Elektronik etwas Wichtiges vernachlässigt: Wenn man elektronische Bauteile immer kleiner machen will, braucht man dafür auch die passenden Isolator-Materialien.

Immer kleiner und immer kompakter – das ist die Richtung, in die sich Computerchips getrieben von der Industrie entwickeln. Daher gelten sogenannte...

Im Focus: Elektrische Spannung aus Elektronenspin – Batterie der Zukunft?

Forschern der Technischen Universität Ilmenau ist es gelungen, sich den Eigendrehimpuls von Elektronen – den sogenannten Elektronenspin, kurz: Spin – zunutze zu machen, um elektrische Spannung zu erzeugen. Noch sind die gemessenen Spannungen winzig klein, doch hoffen die Wissenschaftler, auf der Basis ihrer Arbeiten hochleistungsfähige Batterien der Zukunft möglich zu machen. Die Forschungsarbeiten des Teams um Prof. Christian Cierpka und Prof. Jörg Schumacher vom Institut für Thermo- und Fluiddynamik wurden soeben im renommierten Journal Physical Review Applied veröffentlicht.

Laptop- und Handyspeicher der neuesten Generation nutzen Erkenntnisse eines der jüngsten Forschungsgebiete der Nanoelektronik: der Spintronik. Die heutige...

Im Focus: Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

Verlustfreie Stromleitung bei Raumtemperatur? Ein Material, das diese Eigenschaft aufweist, also bei Raumtemperatur supraleitend ist, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Wissenschaftlern vom Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ an der Universität Hamburg ist es nun erstmals gelungen, starke Hinweise auf Suprafluidität in einer zweidimensionalen Gaswolke zu beobachten. Sie berichten im renommierten Magazin „Science“ über ihre Experimente, in denen zentrale Aspekte der Supraleitung in einem Modellsystem untersucht werden können.

Es gibt Dinge, die eigentlich nicht passieren sollten. So kann z. B. Wasser nicht durch die Glaswand von einem Glas in ein anderes fließen. Erstaunlicherweise...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Konzept für neue Technik zur Untersuchung superschwerer Elemente vorgestellt

13.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Alternativmethoden für Tierversuche: VISION – Ein mikrofluidisches Chipsystem als Alternative zu Tierversuchen

13.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Neue Molekülbibliothek hilft bei der systematischen Suche nach Wirkstoffen

13.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics