Die Rolle der Neuronen bei der Gedächtnisbildung
Bei der Untersuchung der Mäusehirne durch bildgebende Verfahren beobachteten die Wissenschaftler, was geschieht, wenn eine neue Erinnerung gebildet wird. Die Analyse ergab, dass drei unterschiedliche Neuronenkategorien aktiviert werden. Zunächst gibt es die sogenannten frühgeborenen Neuronen. Diese entwickeln sich früh, während der Fötus heranwächst. Am anderen Ende des Spektrums stehen spätgeborene Neuronen, die erst spät in der Embryonalentwicklung auftreten. In der Mitte befinden sich Neuronen, die während des Wachstums im Mutterleib entstehen.
Wie Erinnerungen gespeichert werden
Das Bildgebungsstudium zeigte, dass die neuen Erinnerungen zuerst in den frühgeborenen Neuronen gespeichert werden. Zu Beginn sind sie schwer abrufbar—mit der Zeit jedoch werden sie stabiler. Im Gegensatz dazu war die Kopie der Erinnerung in den spätgeborenen Neuronen anfangs bereits stark—fiel jedoch mit der Zeit ab und wurde fast unzugänglich. Die Erinnerung in den Neuronen der Mittelphase zeigte dagegen eine höhere Stabilität als bei den anderen beiden Gruppen.
Herausforderungen der Erinnerung
Flavio Donato, der Leiter der Forschungsgruppe am Biozentrum, äußerte sich dazu: „Die Herausforderung, der das Gehirn bei der Speicherung von Erinnerungen gegenübersteht, ist beeindruckend. Einerseits muss es das Geschehen der Vergangenheit bewahren, um die Welt um uns herum zu verstehen. Andererseits muss es sich an Veränderungen anpassen—das gilt auch für unsere Erinnerungen, damit wir angemessene Entscheidungen für die Zukunft treffen können.“
Mäuse als Modellorganismen
Wichtig ist zu betonen, dass das Studium an Mäusen durchgeführt wurde. Ihre Gehirne werden in der Neurowissenschaft als Proxy für menschliche Gehirne verwendet, da sie 75 verschiedene Zelltypen im Kortex besitzen—das ist dasselbe wie beim Menschen. Dennoch sind die aktuellen Ergebnisse spezifisch auf Mäuse ausgelegt.
Zukunftsausblick auf therapeutische Ansätze
Dennoch glauben die Forscher, dass ihre Arbeit Auswirkungen auf die Behandlung von Menschen haben könnte, die unter einem traumatischen Ereignis gelitten haben. Ihre Erkenntnisse zeigen, dass es möglich sein könnte, Erinnerungen im Gehirn zu verändern. Ist eine Erinnerung frisch—weil die spätgeborenen Neuronen aktiviert sind—kann sie möglicherweise noch verändert werden, bevor sie in die Mittel- und frühgeborenen Neuronen zur Speicherung übergeben wird. Sind die spätgeborenen Neuronen jedoch einmal aktiviert und die Erinnerung dort gespeichert, wird eine Modifikation immer schwieriger. Im Grunde genommen gilt: Je länger eine Erinnerung im Gehirn gespeichert ist, desto schwieriger ist es, sie zu verändern.
Die Plastizität des Gehirns
„Wie dynamisch Erinnerungen im Gehirn gespeichert werden, beweist die Plastizität des Gehirns, die seine enorme Gedächtniskapazität untermauert“, äußerte die erste Autorin der Studie, Vilde Kveim.
Zukunftsperspektiven der Gedächtnisforschung
Das Verständnis dieser Plastizität könnte eines Tages dazu beitragen, Erinnerungen wieder greifbar zu machen, die als verloren galten oder schmerzhafte Erinnerungen—die den Alltag auf pathologische Weise stören—zu mildern. Die Forschungsergebnisse eröffnen neue Perspektiven in der Gedächtnisforschung.
Quelle: Vilde A. Kveim et al., Divergent recruitment of developmentally defined neuronal ensembles supports memory dynamics. Science 385, eadk0997 (2024). DOI:10.1126/science.adk0997