Das Reinigungsgeschwader im Hirn

Von Martina Sadler

Manche Menschen haben staendig Schluesselerlebisse. Panisch laufen sie durch die Wohnung, suchen ihren Geldbeutel, den Terminplaner oder den Dings – aehh – den Schluesselbund. In solchen Faellen haelt das chemische Putzgeschwader im Gehirn wahrscheinlich gerade ein Nickerchen.

Forscher der University of Houston in Texas haben in Experimenten mit Ratten nachgewiesen, dass molekulare „Besen“ im Gehirn ueberschuessiges Glutamat beseitigen – und damit eine entscheidende Rolle beim Lernen und bei der Entstehung von Erinnerungen spielen. Ihre Studie veroeffentlichten die Forscher im Fachmagazin „Nature Neuroscience“.

Glutamat geht, die Erinnerung kommt

Im Gehirn sind bestimmte Chemikalien fuer die Übermittlung von Signalen zwischen den Nervenzellen verantwortlich. Die Verstaerkung dieser Verbindungen durch den Neurotransmitter Glutamat ist nach Ansicht von Wissenschaftlern einer der Mechanismen, die Erinnerungen erst entstehen lassen. Glutamat wird von Transport-Molekuelen durchs Gehirn bugsiert. Die Transporteure haengen sich an den Neurotransmitter, wischen ihn
buchstaeblich weg und erfuellen so neben ihrer Transport- auch eine Reinigungsaufgabe.

Putzkolonne spielt wichtige Rolle beim Lernen

In ihrem Experiment trainierten der Biochemiker Arnold Eskin und seine Mitarbeiter die Ratten, um bestimmte Aenderungen in ihren Verhaltensweisen herbeizufuehren. „Wenn ein Tier sein Verhalten auf Grund von Erfahrungen veraendert, weiss man, dass es sich erinnert“, so Eskin. „Das ist die Definition des Begriffs Lernen.“

Nach erfolgreichem Training nahmen die Forscher die Glutamat-Transporter im Hippokampus – der Hirnregion, die unter anderem fuer das episodische Gedaechtnis zustaendig ist – unter die Lupe. Dabei stellte sich heraus, dass die Menge der Glutamat-Transporter bei Lernprozessen stark ansteigt. Nach Meinung der Forscher ist damit bewiesen, dass die chemische Putzkolonne eine wichtige Rolle beim Lernen und Erinnern spielt. Das
menschliche Nervensystem funktioniere in dieser Hinsicht wahrscheinlich aehnlich wie das von Ratten.

Transporter entgiften das Gehirn

Die Reinigungsfunktion der Transportmolekuele sichere letztlich das effektive Funktionieren des Denkorgans. „Das Wegwischen des Glutamats erlaubt es den naechsten chemischen Boten, ungestoert Nachrichten von einer Nervenzelle zur anderen zu uebermitteln“, sagt Eskin. Denn wenn zu viel Glutamat zu lange an einem Ort bleibe, koenne es die Nervenzellen abtoeten. „Deshalb“, so der Biochemiker, „ist die Reinigung durch die
Transport-Molekuele entscheidend fuer einen effektiven Informationsaustausch“.

Erinnerungsluecken haben chemische Ursache

Andere Untersuchungen haben nach Eskins Angaben bereits gezeigt, dass Fehlfunktionen der Glutamat-Transporter Schaeden an Nervenzellen verursachen. Im Zusammenhang mit bestimmten Krankheiten des Nervensystems wie der „Amyotrophen Lateralsklerose“, an der etwa der beruehmte Astrophysiker Stephen Hawking leidet, koennten sie sogar zum Tod fuehren. Auch kleinere Fehlleistungen des Gehirns koennen nach Eskins Meinung auf fehlerhafte Glutamat-Transporter zurueckgehen. „Vielleicht“, sagt Eskin, „haben einige Menschen Lernschwierigkeiten und Erinnerungsluecken, weil die Transporter bei ihnen nicht richtig funktionieren.“

Hoffnung auf neuartige Medikamente

Vor der Untersuchung des texanischen Teams habe niemand diese Fragen auch nur gestellt. „Wir haben jetzt einen fundamentalen Grund, diesen Mechanismus weiter zu erforschen“, so Eskin. Dass Glutamat eine Rolle bei Lernprozessen spielt, sei auch schon frueher bekannt gewesen. „Aber unsere Studie hat als erste die Rolle von Glutamat-Transportern und der Glutamat-Aufnahme im Lern- und Erinnerungsprozess untersucht.“ Inwiefern die Erkenntnisse zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen koennen, lasse sich derzeit aber noch nicht voraussehen.

Quelle
spiegel-online/T-Online

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