Neurobiologie - Muster der Erinnerung

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
22.03.2019 14:24

Neurobiologie - Muster der Erinnerung

Luise Dirscherl Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

    LMU-Forscher zeigen, dass im Gehirn bereits Aktivitätsmuster von Nervenzellen vorhanden sind, in die neue Erfahrungen gespeichert werden.

    Nervenzellen im Hippocampus und im entorhinalen Cortex sind entscheidend für das Gedächtnis und die räumliche Orientierung. Die Mechanismen, die der Speicherung, Konsolidierung und dem Abruf von Informationen zugrunde liegen, sind bisher allerdings nur unvollständig verstanden. LMU-Wissenschaftler um Christian Leibold, Professor für Computational Neuroscience am Biozentrum der LMU, haben nun im Tiermodell gezeigt, dass bestimmte Aktivierungssequenzen von Nervenzellen im Hippocampus, von denen man annimmt, dass sie mit der Gedächtnisbildung zusammenhängen, unabhängig vom Verhalten bereits vorhanden sind. Aktivitäten – im Experiment das Erkunden einer unbekannten Umgebung – verstärken diese Muster, dabei spielt der entorhinale Cortex, eine zentrale Eingangsstruktur im Hippocampus, eine wichtige Rolle. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Communications.

    Untersuchungen an Ratten haben gezeigt, dass bestimmte Aktivitätsmuster von Nervenzellen im Hippocampus sowohl bei aktiven als auch bei ruhenden Tieren auftreten. „Es gibt Hinweise darauf, dass diese Sequenzen die Gedächtnisbildung unterstützen, aber es war bislang unklar, ob sie eine gemeinsame Ursache haben beziehungsweise ob sie durch Erfahrungen hervorgerufen werden oder sozusagen vorverdrahtete Schemata widerspiegeln“, sagt Leibold. Um diese Frage zu beantworten, untersuchten die Wissenschaftler diese Aktivitätsmuster bei Ratten sowohl vor der erstmaligen Erkundung einer fremden Umgebung, als auch während der Erkundung und in der Ruhephase danach. „Viele der Aktivitätsmuster, die die Ratte während des ersten Erkundens zeigen, waren tatsächlich schon vorhanden, bevor die Ratte die Umgebung je gesehen hat. Durch ihr Verhalten werden diese Muster hochgeregelt und in der Ruhephase weiter verstärkt“, sagt Leibold. „Erst durch das Verhalten des Tieres wird diesen Mustern eine entsprechende Bedeutung zugemessen“, sagt Leibold.

    Frühere Arbeiten Leibolds und seiner Kooperationspartner zeigten, dass der entorhinale Cortex – eine der wichtigsten Eingangsstrukturen im Hippocampus – vor allem die zeitliche Struktur der Nervenzellantwort im Hippocampus beeinflusst und dass bestimmte Nervenzellsequenzen nicht mehr abgerufen können, wenn er fehlt. Um zu untersuchen, ob der entorhinale Cortex auch für die hier untersuchten Aktivitätsmuster eine Rolle spielt, analysierten die Forscher die Nervenzellaktivität von Tieren, bei denen dieser Bereich defekt war. „Überraschenderweise wurden die intrinsisch vorhandenen Muster dadurch nur sehr wenig beeinflusst“, sagt Leibold. Allerdings wirkte sich der Defekt stark auf deren Hochregulation während des Verhaltens aus – die Aktivität wurde zwar immer noch hochreguliert, aber in geringerem Ausmaß.

    Aus ihren Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass im Gehirn beim Lernen und der Gedächtnisbildung neue Inhalte in bereits vorhandene Aktivitätsmuster gespeichert werden. „Es gibt keinen leeren Speicherplatz im Gehirn, sondern es ist immer schon eine Struktur vorhanden. Auf diese gegebene Struktur wird sensorisch etwas Neues eingespeichert“, sagt Leibold.


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. Christian Leibold
    Computational Neuroscience
    Department Biology II
    Phone: +49 (0)89 / 2180-74802
    leibold@bio.lmu.de
    http://www.neuro.bio.lmu.de/members/comp_neuro_leibold/leibold_c/index.html


    Originalpublikation:

    Hippocampal CA1 replay becomes less prominent but more rigid without inputs from medial entorhinal cortex
    Alireza Chenani, Marta Sabariego, Magdalene I Schlesiger, Jill K Leutgeb, Stefan Leutgeb, Christian Leibold
    Nature Communications 2019


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Biologie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay