Nervenzellen beim Lernen zugeschaut

Foto: Entwicklung von Nervenzellen

Während der Entwicklung von
Nervenzellen verändert sich dessen
Zusammensetzung; © Nature
Neuroscience

Wissenschaftler vom Rudolf-Virchow-Zentrum der Universität Würzburg konnten direkt im lebenden Organismus beobachten, wie einzelne Bestandteile der Synapsen, der Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, verändert werden. Die Wissenschaftler untersuchten dazu Kontaktstellen bei Larven der Fruchtfliege.

An diesen Kontaktstellen werden Signale von einer Nervenzelle auf die andere weitergeleitet. Dies geschieht dadurch, dass Proteine in der nachgeschalteten Zelle von der vorgeschalteten aktiviert werden und diese die Nervenzelle dann erregen. In der nachgeschalteten Zelle markierten die Forscher ganz bestimmte Proteine, die bei Nervenzellen für das Lernen und die Gedächtnisbildung zuständig sind: Glutamat-Rezeptoren.

Veränderungen im Aufbau der Rezeptoren konnten die Forscher im Fluoreszenzmikroskop durch verschiedenfarbige Markierungen erkennen. Der Rezeptor besitzt verschiedene Bausteine, die er individuell verändern kann. Je nach Baustein ändert sich die Intensität, mit der ein Signal weitergeleitet wird.

Die Forscher verfolgten die Entwicklung der Kontaktstellen über einen Zeitraum von 24 Stunden. Währenddessen konnten sie deutliche Veränderungen im Aufbau der Glutamat-Rezeptoren sehen. Zu Beginn der Entwicklung wird ein Subtyp in den Glutamat-Rezeptor eingebaut, der Signale besonders effektiv weiterleitet, am Ende ihrer Entwicklung wird er durch einen anderen ausgetauscht, der Signale weniger effektiv leitet. Dieser Prozess wird stark reguliert.

Die Ergebnisse sind auf den Menschen übertragbar, da wir ähnliche Rezeptoren besitzen und liefern einen wichtigen Baustein nicht nur zum Verständnis von Lernen und Gedächtnisprozessen. Auch zu biomedizinischen Fragestellungen: Wie Signale durch Glutamat- Rezeptoren weitergeleitet werden scheint bei Epilepsie, Schizophrenie und Alzheimer eine wichtige Rolle zu spielen.

MEDICA.de; Quelle: Rudolf-Virchow-Zentrum