Forscher haben herausgefunden, welche Auswirkungen es auf die Gedächtnisleistung hat, wenn Zellen ausgeschaltet werden, die für das Zusammenspiel im Gehirn eine wichtige Rolle spielen. Ihr erstaunlicher Befund: Das Arbeitsgedächtnis ist auf schnell hemmende Zellen angewiesen, während das Ortsgedächtnis auch ohne diese Rhythmusgeber funktioniert.
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Rhythmen begegnen uns vor allem beim Tanzen und in der Musik, aber auch im Gehirn spielen sie eine wichtige Rolle. Wenn Milliarden Nervenzellen Informationen austauschen, stellen sich in ihrer Aktivität ebenfalls bestimmte Rhythmen ein.
Für den Takt im Zusammenspiel sorgen Nervenzellen, die ihre Kontaktpartner nicht zu weiterer Aktivität anregen, sondern hemmen. Ein Typ dieser Zellen arbeitet besonders schnell und effizient und spielt bei der Gedächtnisbildung und Informationsverarbeitung eine zentrale Rolle.
Schnell hemmende Neuronen ausgeschaltet
Im Fachjournal „Nature Neuroscience“ beschreiben Professor Marlene Bartos vom Physiologischen Institut I und dem Bernstein Center der Universität Freiburg und Kollegen von der Universität Aberdeen und dem Imperial College London nun, wie sie bei Mäusen gezielt diese schnell hemmenden „Interneurone“ im Hippocampus ausschalteten. Dieser Teil des Gehirns spielt bei der Bildung des räumlichen Gedächtnisses eine zentrale Rolle.
Mäuse biegen falsch ab
Auch ohne funktionierende Interneurone verhielten sich die Mäuse in der neuen Studie ganz normal. Erst als die Wissenschaftler die Tiere eine Orientierungsaufgabe lösen ließen, die ein intaktes Arbeitsgedächtnis voraussetzt, zeigten sich Defizite. Die Tiere mussten lernen, innerhalb eines Y-förmigen Labyrinths ein Ziel zu erreichen.
Mäuse, bei denen die Interneurone nicht mehr aktiv waren, machten dabei deutlich mehr Fehler als ihre Artgenossen, deren Interneurone noch funktionierten. Das zeigte sich daran, dass die Tiere häufiger in den falschen Gang einbogen, obwohl sie dort schon gewesen waren.
Arbeitsgedächtnis beeinträchtigt
Das Arbeitsgedächtnis war den Wissenschaftlern zufolge also durch die fehlenden Taktgeber beeinträchtigt. Bemerkenswerterweise zeigte das Ortsgedächtnis, das sich während des mehrtägigen Trainings entwickelt hatte, keine Verschlechterung.
Eine Verminderung des Arbeitsgedächtnisses, wie sie in der Schizophrenie auftritt, wurde bislang hauptsächlich einer Fehlfunktion hemmender Neurone in der Großhirnrinde zugeordnet. Die Ergebnisse von Bartos und Kollegen deuten nun darauf hin, dass diese Erkrankung zum Teil auch auf eine veränderte Funktion schnell hemmender Zellen im Hippocampus zurückzuführen ist. (Nature Neuroscience 2011, doi: 10.1038/nn.2751)
(Universität Freiburg, 18.02.2011 – DLO)
