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Lernen: Molekulare Basis des Lernens nachgewiesen

Ein europäisches Forscherteam hat einen Zusammenhang zwischen der neuronalen Signalübertragung und den Lernprozessen von Mäusen nachgewiesen: Eine andauernde Veränderung der Synapsen – den Schaltstellen zwischen den Nerven – und das Lernverhalten beruhen demnach auf gemeinsamen molekularen Mechanismen.

Mit einer Kombination von Verhaltensexperimenten, elektro-physiologischen Messungen und molekularen Methoden untersuchten Forscher des European Molecular Biology Laboratory (EMBL) einen neuronalen Signalweg im Hippocampus, in dem das Protein PLCg (Phospholipase C-gamma) eine wichtige Rolle spielt. Wurde die Aktivierung des Signalwegs durch PLCg mittels einer genetischen Manipulation unterbunden, so waren die Mäuse unfähig zu lernen. Gleichzeitig konnte bei ihnen keine Langzeitpotenzierung (LTP) gemessen werden. LTP beschreibt eine über Stunden oder Tage anhaltende Verstärkung der synaptischen Übertragung nach einer kurzen Folge von hochfrequenten Nervenimpulsen. Bei Tieren mit einem intakten PLCg-Signalweg zeigte sich dagegen ein linearer Zusammenhang zwischen Lernverhalten und Stärke der LTP.

LTP ist insbesondere im Hippocampus stark ausgeprägt – einem Hirnareal, das als zentral für die Generierung von Gedächtnisinhalten angesehen wird. Der Mechanismus wurde bereits vor über hundert Jahren mit dem Lernen in Verbindung gebracht. Dennoch war lang umstritten, inwiefern LTP tatsächlich als das zelluläre Äquivalent für das Lernen angesehen werden kann. Den Forschern gelang es nun, technische Schwierigkeiten bei Messungen im Hippocampus von aktiven Tieren zu überwinden und einen Nachweis für die molekulare Verknüpfung zwischen LTP und Lernverhalten bei Mäusen zu liefern. Daraus könnten sich auch Schlüsse auf das menschliche Gedächtnis ziehen lassen, das vermutlich über die gleichen molekularen Signalwege verfügt. (vs)

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