Erinnerungen müssen im Gehirn nicht nur neu angelegt, sondern auch gefestigt werden. Bei diesem "Gedächtniskonsolidierung" genannten Prozess spielen bestimmte rhythmische Hirnwellen eine entscheidende Rolle. Forscher des Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg haben nun den Mechanismus identifiziert, der diese Hirnwellen formt, berichten sie im Fachjournal "Neuron".
Die Wissenschafter gehen davon aus, dass im Lernzentrum des Gehirns, dem Hippocampus, Erinnerungen kurzfristig gespeichert und im Schlaf während spezieller Gehirnwellen spontan wieder aufgerufen und damit gefestigt werden. Aufgrund der Form dieser Gehirnwellen nennen sie die Forscher "Sharp Wave Ripples" (SWR). Sie zählen zu den drei wichtigsten Hirnwellen, die vom Hippocampus ausgehen.
Mechanismus bisher unklar
Bisher war allerdings unklar, welcher Mechanismus diese Hirnwellen reguliert, ihre Form und ihren Rhythmus diktiert. In Kooperation der beiden IST-Forschergruppen von Peter Jonas und Jozsef Csicsvari haben die Wissenschafter dies herausgefunden. "Es ist zeitlich genau abgestimmte synaptische Inhibition, welche die Sharp Wave Ripples erzeugt", erklärte Jonas in einer Aussendung des IST.
Dazu müssen die Nervenzellen sehr synchron schwingen. Solche Schwingungen (Oszillationen) entstehen durch Hemmung (Inhibition) und Erregung (Exzitation) an den Verbindungsstellen zwischen den Hirnzellen, den sogenannten Synapsen. Die Neurowissenschafter zeigten, dass sich die Frequenz sowohl erregender also auch hemmender Ereignisse an der Synapse während der SWR erhöhte. Quantitativ dominierte bei der Erzeugung der Sharp Wave Ripples aber die Hemmung.
Zudem hängt die Stärke der Hemmung an der Synapse mit der Amplitude, also der maximalen Auslenkung der SWR zusammen. Schließlich konnten die Forscher auch jene Neuronen identifizieren (PV+ Interneurone), die hauptverantwortlich für die Erzeugung der SWR sind.
Inhibition als möglicher Hauptakteur
In dem von den Forschern vorgeschlagenen Modell sorgt also die Hemmung für das präzise Timing der feuernden Neuronen. "Das könnte äußerst wichtig für das Festigen des Gedächtnisses sein: Inhibition könnte der Hauptakteur der Gedächtniskonsolidierung sein", erklärte Jian Gan, Erstautor der Studie und Postdoc in der Gruppe von Peter Jonas.
Service: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.12.018
(APA/red, Foto: APA/MotionManager)
