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Neurowissenschaft: Neuer Mechanismus des Kurzzeitgedächtnisses entdeckt

Ein neu entdeckter Mechanismus in Nervenzellen gibt Aufschluss darüber, wie wir Informationen im Kurzzeitgedächtnis behalten. Er gestatte es den Zellen, für mehrere Sekunden bis hin zu einer Minute weiterzufeuern und dadurch Informationen aktiv zu halten, berichten Neurowissenschaftler um Kyriaki Sidiropoulou von der Rosalind Franklin University in North Chicago. Zuvor bekannte Mechanismen wirken zumeist auf deutlich kürzeren Zeitskalen.

Üblicherweise feuern Nervenzellen nur, wenn sie gerade von einem anderen Neuron Signale empfangen haben. Wie die Wissenschaftler jetzt herausfanden, sorgt eine spezielle Andockstelle, der Rezeptor mGluR5, dafür, dass bestimmte Nervenzellen auch dann noch aktiv bleiben, wenn das auslösende Signal längst verklungen ist. Verlässt etwa ein Objekt unser Blickfeld, hört das Sehzentrum auf zu reagieren. Der jetzt entdeckte Mechanismus bietet eine Erklärung, wieso die interne Verarbeitung trotzdem weiterläuft.

Die mit dem Rezeptor ausgestatteten Zellen entdeckten die Forscher im präfrontalen Kortex von Mäusen. Diese Hirnregion gilt beim Menschen als Schnittstelle unterschiedlichster Hirnregionen, an der Entscheidungen getroffen und Handlungen geplant werden. Hier sei es besonders wichtig, dass Informationen für längere Zeit abrufbar seien, erklären die Wissenschaftler. mGluR5, ein so genannter metabotroper Glutamat-Rezeptor Typ 5, sorgt dafür, dass positiv geladene Kalziumionen einströmen, die das elektrische Gleichgewicht innerhalb der Zelle so weit verschieben, dass immer wieder ein Signal ausgelöst wird.

Bislang waren hauptsächlich Gedächtnismechanismen bekannt, die die Reizweiterleitung für wenige Zehntelsekunden verändern, was selbst für alltägliche Memorieraufgaben zu kurz ist. Bis sich Informationen im Langzeitgedächtnis dauerhaft verfestigt haben, benötigt das Gehirn jedoch Minuten oder Stunden. Der neu entdeckte Prozess könnte unter anderem dazu dienen, die Lücke dazwischen zu füllen.

Wie die Wissenschaftler außerdem herausfanden, lässt sich mGluR5 durch Dopamin gezielt beeinflussen. Auch Kokain kann seine Funktion dauerhaft stören, was die schädlichen Auswirkungen der Droge auf das Kurzzeitgedächtnis erklären könnte. (jd)

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