Erinnerungen könnten verloren gehen, wenn zwei wichtige Gehirnregionen nicht miteinander synchronisiert werden
Lernen, sich an etwas erinnern und sich an Erinnerungen erinnern wird durch mehrere separate Gruppen von Neuronen unterstützt, die innerhalb und über Schlüsselregionen im Gehirn verbunden sind. Wenn sich diese neuralen Baugruppen nicht zum richtigen Zeitpunkt synchronisieren, gehen die Erinnerungen verloren. Dies wurde im Rahmen einer neuen Studie unter der Leitung der Universitäten Bristol und Heidelberg herausgefunden.
Beteiligte Bernstein Mitglieder: Daniel Durstewitz
Wie behalten Sie den Überblick, was als nächstes zu tun ist? Was passiert im Gehirn, wenn der Kopf leer ist? Das Kurzzeitgedächtnis beruht auf zwei Schlüsselregionen des Gehirns: dem Hippocampus und dem präfrontalen Kortex. Die Forscher:innen der Studie wollten herausfinden, wie diese beiden Gehirnregionen miteinander interagieren, wenn Erinnerungen auf der Ebene bestimmter Neuronengruppen gebildet, aufrechterhalten und abgerufen werden. Die Forschenden der in Current Biology veröffentlichte Studie wolltenauch verstehen, warum das Gedächtnis manchmal versagt.
„Neuronale Baugruppen“ – Gruppen von Neuronen, die sich zusammenschließen, um Informationen zu verarbeiten – wurden erstmals vor über 70 Jahren vorgeschlagen, haben sich jedoch als schwierig zu lokalisieren erwiesen.
Anhand von Gehirnaufzeichnungen bei Ratten hat das Forschungsteam gezeigt, dass die Kodierung, Speicherung und der Abruf von Erinnerungen durch dynamische Interaktionen unterstützt werden, die mehrere neurale Anordnungen umfassen, die innerhalb und zwischen dem Hippocampus und dem präfrontalen Kortex gebildet werden. Wenn die Koordination dieser Versammlungen fehlschlägt, machen die Tiere Fehler.
Dr. Michał Kucewicz, Assistenzprofessor für Neurologie an der Technischen Universität Danzig, ehemaliger Doktorand an der Universität Bristol und Hauptautor, sagte: „Unsere Ergebnisse machen potenzielle therapeutische Interventionen zur Wiederherstellung des Gedächtnisses räumlich und zeitlich schwieriger zu erreichen. Andererseits haben unsere Ergebnisse kritische Prozesse identifiziert, die über Erfolg oder Misserfolg beim Erinnern entscheiden. Diese stellen brauchbare Ziele für therapeutische Interventionen auf der Ebene der Interaktionen zwischen Nervenzellen dar.“
Matt Jones, Professor für Neurowissenschaften an der School of Physiology, Pharmacology and Neuroscience and Bristol Neuroscience und leitender Autor des Artikels, fügte hinzu: „Unsere Ergebnisse belegen, dass die neuronalen Substrate des Gedächtnisses stärker im anatomischen Raum verteilt und dynamischer sind als im Laufe der Zeit bisher auf der Grundlage der neuropsychologischen Modelle gedacht.”
Die nächsten Schritte für die Forschung wären die Modulation der Interaktionen neuraler Anordnungen, entweder durch Medikamente oder durch Hirnstimulation, was Dr. Kucewicz derzeit bei menschlichen Patienten durchführt, um zu testen, ob ihre Störung oder Verstärkung das Erinnern beeinträchtigen oder verbessern würde. Das Forschungsteam geht davon aus, dass die gleichen Mechanismen bei menschlichen Patienten funktionieren würden, um Gedächtnisfunktionen wiederherzustellen, die bei einer bestimmten Gehirnerkrankung beeinträchtigt sind.
Aus dem Englischen übersetzt von Alexander Lammers/Bernstein Network Computational Neuroscience.
