Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gedächtnis braucht keine dauerhaften Synapsen im Hippocampus

22.06.2015

Forscher untersuchen, wie neue Eindrücke ins Langzeitgedächtnis übertragen werden

Die Hirnforschung wurde durch den berühmten Patienten H.M. revolutioniert, der sich nach einer Hirnoperation im Jahr 1953 an keine neuen Erlebnisse mehr erinnern konnte. Nur ein kleiner Bereich im Gehirn – der Hippocampus – ist dafür verantwortlich, dass neu gewonnene Eindrücke ins Langzeitgedächtnis abgespeichert werden.


Nervenzelle im Hippocampus: Die baumförmigen Verästelungen der Zelle sind mit kleinen Auswüchsen besetzt, den synaptischen Dornen. Auf diesen Dornen sitzen die Synapsen.

MPI f. Psychiatrie / A. Attardo

Alessio Attardo, Gruppenleiter am Münchner Max-Planck-Institut für Psychiatrie, konnte mit neuesten Mikroskopie-Techniken und ausgeklügelten mathematischen Modellen zeigen, dass dendritische Dornen und Synapsen im Hippocampus von Mäusen nur so lange bestehen, bis Erinnerungen von dort ins Langzeitgedächtnis übertragen werden.

Im Jahr 1953 verlor Henry Molaison, besser bekannt als Patient H.M., die Fähigkeit, neue Erinnerungen abzuspeichern. Was war geschehen? Seit seiner Kindheit litt er an heftigen epileptischen Anfällen. In einer bahnbrechenden Operation wurden ihm aus beiden Hirnhälften fingergroße Stücke des mittleren Schläfenlappens entfernt – darunter große Teile des Hippocampus.

Die epileptischen Anfälle wurden seltener, aber H.M. konnte fortan keine neuen Erinnerungen mehr speichern – sein Gehirn konnte keine Erfahrungen mehr im Langzeitgedächtnis ablegen. Mittlerweile wissen wir, dass im Hippocampus verschiedenste Informationen zusammenfließen, verarbeitet und dann zur Großhirnrinde zur dauerhaften Speicherung zurückgesandt werden. Der Hippocampus ist also die zentrale Schaltstelle zur Überführung von Erinnerungen aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis.

Doch wie funktioniert diese Verarbeitung im Hippocampus auf zellulärer Ebene? Seit 2008 widmete sich der Neurowissenschaftler Alessio Attardo, jetzt Gruppenleiter am Münchner Max-Planck-Institut für Psychiatrie, zusammen mit James Fitzgerald, theoretischer Physiker und jetzt an der Harvard University (USA), unter der Leitung von Mark Schnitzer an der Stanford University (USA) dieser Frage.

Nervenzellen kommunizieren miteinander über sogenannte Synapsen: spezialisierte Strukturen die sich auf fingerartigen Ausstülpungen befinden, den dendritischen Dornen. Wenn immer wieder Signale von einer Nervenzelle zur anderen geschickt werden, stabilisieren sich die Synapsen und dendritischen Dornen zwischen den beiden Zellen.

„In den Gehirnbereichen, die für das Langzeitgedächtnis zuständig sind, gibt es stabile und kurzlebige dendritische Dornen. Stabile speichern Erinnerungen ein Leben lang. Kurzlebige werden dann stabilisiert, wenn neue Informationen hinzukommen“, erklärt Alessio Attardo. „Wir dachten uns, dass das im Hippocampus anders sein muss, weil hier Erinnerungen nur vorübergehend verarbeitet werden.“

Und so ist es auch. Die Forscher haben nun durch neueste Mikroskop-Technologie und ausgeklügelte mathematische Modelle Hinweise darauf, dass Synapsen auf dendritischen Dornen im Hippocampus einer Maus nur etwa 30 Tage bestehen – genau so lange, wie es dauert, die Erinnerungen ins Langzeitgedächtnis abzuspeichern.

Alessio Attardo und seine Kollegen haben für ihre Bildaufnahmen eine neue minimal-invasive Methode entwickelt. Sie verknüpften ein Endoskop mit einem 2-Photonen-Mikroskop und konnten so mehrere Wochen lang hochauflösende Bilder von dendritischen Dornen im Hippocampus lebender Mäuse aufnehmen.

„Dank dem fatalen Schicksal von Patient H.M. ist die Hirnforschung auf die wichtige Rolle des Hippocampus beim Lernen und Gedächtnis aufmerksam geworden“, fasst Alessio Attardo zusammen. „Mit unseren neuen Methoden können wir jetzt völlig neue Experimente machen. In München möchten wir nun den Zusammenhang zwischen Synapsen im Hippocampus und Lernen untersuchen. Wir werden uns vor allem darauf fokussieren, welchen Einfluss Stress dabei auf die molekularen Vorgänge hat.“


Ansprechpartner

Dr. Alessio Attardo
Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
Telefon: +49 89 30622-574

E-Mail: alessio_attardo@psych.mpg.de


Originalpublikation
Attardo A, Fitzgerald JE and Schnitzer MJ.

Impermanence of dendritic spines in live adult CA1 hippocampus

Nature; 22 June, 2015

Dr. Alessio Attardo | Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/9286494/gedaechtnis-dornen-hippocampus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neues Blut dank neuer Technik
14.12.2018 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Neue Chancen für den Tierschutz: Effizientes Testverfahren zum Betäubungsmittel-Einsatz bei Fischen
14.12.2018 | Universität Bayreuth

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: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

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

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Cohesin treibt die Alterung von Blutstammzellen voran

14.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

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