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Optogenetik: Vergessenes reaktivieren - mit Licht

Forscher manipulieren das Gedächtnis von Mäusen - und holen gezielt verlorene Erinnerungen zurück. Das Experiment soll zeigen, wie das Gehirn Informationen dauerhaft ablegt.
Optogenetisch manipulierte RatteLaden...

Eine Erinnerung erzeugen, löschen und dann wieder aktivieren – das ist Forschern nun mit Hilfe der Optogenetik in Mäusen gelungen. Susumu Tonegawa und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge fragten sich in ihrer Studie, was beim Vergessen im Gehirn passiert: Geht die Information verloren – oder können wir nur nicht darauf zugreifen? Letzteres scheint der Fall zu sein.

Bevor man etwas vergessen kann, muss man die Information zuerst aufnehmen. Diese Erinnerungen sind in Netzwerken von miteinander verbundenen Nervenzellen gespeichert, die zusammen ein so genanntes Engramm bilden. In ihrer Studie markierten die Forscher in einem Teil des Hippocampus – der Hirnregion, die für die Bildung von Gedächtnis wichtig ist – über einen molekularen Schalter gezielt die Engramm-Zellen einer bestimmten Erinnerung. Dadurch konnten sie die zur Erinnerung gehörenden Neurone später optisch erkennen und auch gezielt manipulieren.

Die Mäuse selbst hingegen sollten die Erinnerung zunächst wieder vergessen. Um das zu erreichen, hinderten die Forscher das Gehirn der Mäuse daran, die neu gebildeten Erinnerungen langfristig zu speichern. Ein spezieller Wirkstoff blockierte die so genannte Langzeitpotenzierung zwischen den Engramm-Zellen, bei der normalerweise neue Synapsen gebildet und bestehende verstärkt werden. Dieser Prozess ist für die Festigung von Gedächtnisinhalten wichtig. Da die Forscher die Langzeitpotenzierung jedoch unterbunden hatten, erinnerten sich die Mäuse später nicht mehr an das Gelernte.

Jetzt kam das Licht ins Spiel: Durch den Schalter aktivierten die Forscher gezielt die zuvor markierten Engramm-Zellen, indem sie diese mit blauem Licht beleuchteten. Prompt konnten sich die Mäuse wieder an das Gelernte erinnern – und das obwohl die zur Erinnerung gehörenden Neurone auf Grund der blockierten Langzeitpotenzierung ihre Verbindungen untereinander nicht verstärkt hatten. Trotzdem war die Information noch gespeichert und durch Licht wieder abrufbar.

Laut den Forschern lassen diese Ergebnisse den Schluss zu, dass die Langzeitpotenzierung zwischen Engramm-Zellen wichtig ist, um Erinnerung dauerhaft abrufen zu können. Die eigentliche Informationsspeicherung jedoch bestehe in der Verknüpfung der Engramm-Zellen.

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