Eingeklebte Erinnerungen

News: Eingeklebte Erinnerungen

Manche Erinnerungen halten ein ganzes Leben lang - andere nur einen kurzen Moment. Im Gehirn sind sie durch die Verbindungen von Nervenzellen manifestiert, deren Stärke und Verzweigungen sich entprechend verändern können. So genügt eine temporäre Verstärkung für flüchtige Erinnerungen, während das Langzeitgedächtnis auf permanente Strukturänderungen angewiesen ist. Doch wie kommt es zu einem solchen Aufbau von Nervenverbindungen? Nach neueren Untersuchungen sind es bestimmte Glykoproteine - die Cadherine -, die dabei eine Rolle spielen.

Nervenzellen, die Neuronen, stehen über Synapsen miteinander in Verbindung. Es gibt verschiedene vorübergehende oder auch dauerhafte Veränderungen in den Synapsen, die wahrscheinlich die Kommunikationskanäle zwischen den Neuronen verstärken. Dabei kann es sich um ein breites Spektrum von Vorgängen handeln, angefangen von einer erhöhten Menge von chemischen Signalstoffen, die durch diese Kanäle geleitet werden, bis zur Entstehung völlig neuer Synapsen. Nun sieht es so aus, als könnten auch Haftreaktionen zwischen Synapsen dieser Liste hinzugefügt werden.

Cadherine sind transmembrale Proteine, die an andere Proteine binden und so Zellen zusammenfügen können. Besonders während der Zeit, in der die Gewebe, Nervenzellen und Synapsen eines Organismus gebildet werden spielen sie eine wichtige Rolle, aber auch in Erwachsenenalter sind sie noch vorhanden. Dies hat zu der Vermutung geführt, sie könnten mit der andauernde Plastizität des Nervensystems zusammenhängen.

Die Arbeitsgruppe um Lixin Tang vom Howard Hughes Medical Institute des California Institute of Technology berichten in der Juni-Ausgabe von Neuron, daß sie tatsächlich zwei Arten von Cadherinen in Synapsen gefunden haben. N-Cadherin und E-Cadherin (die neuronale und die epitheliale Form des Cadherin) scheinen wichtige Funktionen bei der Bildung des Gedächtnisses einzunehmen. Die Wissenschaftler zeigten, daß durch die Hemmung der Funktionsfähigkeit von N- und E-Cadherin die sogenannte Langzeitpotenzierung (LPT) unterbunden werden kann. Diese ist Bestandteil der Lernprozesse, die im Hippocampus ablaufen, einem Bestandteil der Großhirnhemisphäre.

In derselben Ausgabe von Neuron wurde ein Kommentar von Donald Hagler und Yukido Goda von der University of California in San Diego veröffentlicht, der sich ebenfalls mit diesem Forschungsgebiet befaßte. Sie stellten einige Hypothesen auf, wie die Adhäsionsmoleküle vielleicht die Verbindungen der Synapsen verstärken könnten. Eine ihrer Vermutungen ist, daß die Cadherine die Kontaktflächen zwischen benachbarten Synapsen vergrößern könnten oder daß sie die Anzahl der Synapsen durch Aufteilung schon vorhandener oder Bildung neuer vergrößern.

Eine andere Idee wäre, daß die Ädhäsionsmoleküle eine Rückmeldung an die schon aktivierte "Sende"-Zelle ermöglichen könnten. Es wäre auf diese Art möglich, die Zelle, von der das Signal ausgegangen ist, beispielsweise zur erhöhten Produktion von weiteren Signalstoffen oder von Cadherin-Molekülen anzuregen.

Es gibt aber wohl mehr als nur zwei Typen von Cadherinen, die für das Gedächtnis wichtig sind. Naohiro Kohmura und Kouji Senzaki vom National Institute for Physiological Sciences in Myodaiji, Japan und ihre Mitarbeiter identifizierten eine ganze neue Familie von Genen, die für die Cadherin-Produktion verantwortlich sind. Durch sie werden bis zu 20 verschiedenen Cadherin-Typen synthetisiert, die auf verschiedenste Weise die Stärke der Synapsenverbindungen regulieren können.

Noch eine weitere Arbeitsgruppe präsentierte in Neuron ihre Erkenntnisse: Kazuyoshi Tamura und Wei-Song Shan von der Mount Sinai School of Medicine in New York und ihre Kollegen untersuchten vor allem, wie die "Haftfähigkeit" der Cadherin-Moleküle sich verändern kann. Sie fanden heraus, daß die Moleküler "klebriger" werden, wenn sie in Paaren auftreten. Deshalb warfen sie die Frage auf, ob die Signale, die von einer Nervenzelle in die andere weitergeleitet werden, vielleicht die Gruppenbildung der Cadherine fördern.

Trotz der offenen Fragen zeigen die verschiedenen Forschungsergenisse in jedem Fall, daß Cadherin-Moleküle die Bildung des Gedächtnisses auf die verschiedensten Weisen beeinflussen.

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