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News: Neuron vorübergehend außer Betrieb

Speichert das Gehirn eine neue Information, legt es für einige Zeit die Erregung bestimmter Nervenzellen lahm, indem die Zellen auf den Botenstoff Glutamat weniger sensibel reagieren. Für diese geringere Empfindlichkeit standen vier mögliche Mechanismen zur Wahl. Das Ausschlussprinzip bewies nun: Verantwortlich für das zeitweilige neuronale Stillhalten ist eine verringerte Zahl von Glutamatrezeptoren auf den betroffenen Nervenzellen.
Lange Zeit galt das Rätsel, wie das Gehirn Bewegungsmuster speichert, als besonders spannend und verwirrend. Wie "weiß" das Gehirn um seine motorische Information und wie speichert es sie? Beteiligt an diesem Prozess sind offensichtlich spezielle Nervenzellen, die nur im Kleinhirn vorkommen – dem Teil des Gehirns, das in Koordination und Lernen von Muskelbewegungsmustern involviert ist. Die so genannten Purkinjezellen sind etwas Außergewöhnliches unter den gemeinen Nervenzellen. Selbst groß geraten, hemmen sie die ihnen nachgeschalteten Neurone, obwohl große Nervenzellen sonst anregend auf ihre Nachbarzellen wirken. Vermittelt wird die "negative" Botschaft durch den Neurotransmitter Glutamat.

Soll nun ein neues Bewegungsmuster erlernt werden, wie etwa die Kombination eines Geräuschs und Augenzwinkern, geraten die Purkinjezellen in eine regelrechte Depression. Sie hemmen die nachfolgenden Nervenzellen nicht mehr, sondern schweigen stille. Versuche, dieses Verstummen zu klären, sprachen der Glutamatkonzentration jede Beteiligung ab: Sie blieb unverändert. Nun standen noch vier Möglichkeiten zur Wahl, denen das Team um Linden an der Johns Hopkins School of Medicine auf den Grund ging.

Möglichkeit eins ist: Die Anzahl der Rezeptoren geht zurück. Dies konnten die Wissenschaftler in vorherigen Experimenten bereits bejahen. Ausschließen konnten sie in ihren neusten Versuchen die drei übrigen Alternativen. So nimmt die Effektivität der Bindung zwischen Glutamat und Rezeptor nicht ab. Auch arbeitet der Ionenkanal, der sich als Reaktion auf die Glutamat-Rezeptor-Bindung öffnet, nicht etwa langsamer. Ebensowenig sind seine Öffnungszeiten verkürzt. Drei negative Antworten lassen nur den Schluss zu, dass die bereits entdeckte Minderung der Rezeptorenzahl die Lösung des Geheimnisses beinhaltet.

Doch um ganz sicher zu gehen, plant Linden nun die Kreation einer Maus, welche die Zahl der Glutamatrezeptoren auf den Purkinjezellen nicht reduzieren kann. Lernt die Maus nicht, als Antwort auf ein Geräusch mit den Augen zu blinzeln, wissen die Forscher, dass sie einen wichtigen Schritt in der Speicherung einfacher motorischer Gedächtnisleistung gemacht haben.

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