Forschung

Die Entstehung von Erinnerungen beobachtet

Ungarische und US-Forscher haben ein revolutionäres Ergebnis bei Gedächtnisstörungen vorgelegt. Die Entdeckung könnte neue Horizonte bei der Behandlung altersbedingter und neurologischer Erkrankungen eröffnen.
12. Januar 2025 14:00

In der gemeinsamen Forschung des Zuckerman-Instituts der New Yorker Columbia-Universität, des BrainVisionCenter (BVC) und des HUN-REN Forschungsinstituts für experimentelle Medizin (KOKI) war es mit Hilfe des in Ungarn entwickelten 3D-Laser-Scanning-Mikroskops möglich, zum ersten Mal in einem lebenden Tier, im Bruchteil einer Sekunde, die Entstehung von Erinnerungen in hauchdünnen Strukturen zu beobachten. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Das Abrufen von Erinnerungen basiert auf Veränderungen in der Stärke der Verbindungen zwischen Gehirnzellen, den sog. Synapsen.

Durchbruch dank spezieller Technologie

Das Ziel von Attila Losonczy, leitender Forscher am Zuckerman-Institut, und seiner Forschungsgruppe war die Entwicklung einer Echtzeit-Methode zur Messung der langfristigen synaptischen Plastizität von Neuronen bei lebenden Nagetieren, die für das Lernen und das Gedächtnis verantwortlich sind. Die spezielle Zwei-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskop-Technologie, die mit Hilfe der Forschungsgruppe um Balázs Rózsa vom HUN-REN KOKI entwickelt wurde und auch im BVC eingesetzt wird, spielte eine Schlüsselrolle beim Erreichen des Durchbruchs. Das mit Echtzeit-Bildstabilisierung ausgestattete 3D-Femtosekunden-Laserscansystem (ein Millionstel einer Milliardstelsekunde) ist in der Lage, die kontinuierliche Bewegung des Gehirns zu kompensieren und ermöglicht so die Untersuchung von Gehirnzellen und Zellverlängerungen, erklärte BVC-Direktor Rózsa.

Überraschende Erkenntnisse

Mit dem Mikroskopsystem und den sogenannten Spannungssensoren gelang es, Spannungssignale im Gehirn eines lebenden Tieres auf der Ebene einer einzelnen Synapse zu messen, was bisher unlösbar schien. Eine der größten Überraschungen der Forschungsgruppe war, dass sich die Synapsen der beobachteten Hippocampus-Region, entlang der baumartigen Äste der Neuronen, Dendriten genannt, nicht gleich verhielten. Die Forscher sehen jetzt, dass Erinnerungen sogar auf intrazellulärer Ebene organisiert werden können, fügte Losonczy hinzu. All dies ebnet den Weg für weitere Experimente im Bereich der synaptischen Plastizität.

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