Neue Neuronen stärken Mustertrennung

US-Wissenschaftler haben an Nagetieren nachgewiesen, welche Rolle der Neuaufbau von Nervenzellen im Hippocampus spielt.

Forscher an der Columbia University haben genetisch veränderte Mäuse geschaffen, an denen sich die Wirkung der Neubildung von Nervenzellen im Gehirn untersuchen lässt. Bei den Tieren wachsen besonders viele neue Neuronen im Bereich des Hippocampus, der für Lernen und Gedächtnis mitverantwortlich ist. Die Studie konnte demonstrieren, dass es einen Zusammenhang zwischen der Erzeugung neuer Neuronen im Hippocampus und wichtigen kognitiven Funktionen im Gehirn gibt. Die Ergebnisse legen außerdem nahe, dass dieser Nervenzellenbereich Einfluss auf das Stimmungsbild des Menschen hat.

Obwohl die Wissenschaft früher annahm, dass das voll ausgebildete Gehirn Neuronen nur noch abbaut, wurde in den letzten Jahren entdeckt, dass sich neue Nervenzellen auch im Erwachsenenalter regelmäßig nachbilden – ein Prozess, der sich adulte Neurogenese nennt. Die so entstandenen Zellen tragen zur Gehirnfunktion bei, sind aber in ihrer Neubildung bei bestimmten Krankheitsbildern beeinträchtigt. Wirkstoffe, die den Prozess der Neurogenese befördern können, werden derzeit breit untersucht. Sie könnten zur Behandlung neurodegenerativer Leiden ebenso eingesetzt werden wie auch – zumindest potenziell – bei Depressionen oder Angstzuständen.

Die genaue Rolle der neuen Neuronen wird allerdings noch diskutiert. In früheren Studien wurde herausgefunden, dass die Blockade der adulten Neurogenese im Hippocampus bei Versuchstieren dazu führte, dass sie schwerer zwischen ähnlichen Wahlmöglichkeiten unterscheiden konnten – ein Prozess, den Hirnforscher Mustertrennung nennen.

Amar Sahay, Postdoc-Fellow am Labor für Neurowissenschaften von Professor Rene Hen an der Columbia University, wollte nun herausfinden, ob eine selektive Erhöhung der Produktion neuer Neuronen im adulten Hippocampus einen gegenläufigen Effekt hat. Dazu züchteten die Forscher Mäuse heran, die einen genetischen Schalter hatten, der die Abtötung neuer Neuronen im adulten Hippocampus verhinderte. So wurden mehr Nervenzellen gebildet, als normalerweise üblich. Der Schalter wurde über einen speziellen Wirkstoff aktiviert, was erlaubte, die Tiere nur im ausgewachsenen Zustand zu testen.

Die veränderten Mäuse erledigten eine Aufgabe im Vergleich zu einer Kontrollgruppe durchgehend besser, bei der es darum ging, zwischen zwei Kammern zu unterscheiden. In einer der beiden Kammern hatten sie zuvor einen Elektroschock erhalten, die andere galt den Tieren dagegen als sicher. Sahay erklärt, dass diese Mustertrennung ein praktischer Gedächtnisvorgang sei, den Menschen Tag für Tag nutzten, um Erinnerungen zu bilden und Entscheidungen zu treffen.

Frühere Forschungsarbeiten in Hens Labor hatten gezeigt, dass die Blockade der adulten Neurogenese bei Mäusen dazu führte, dass diese auf Antidepressiva nicht mehr ansprachen. In der neuen Studie ergab sich nun, dass die zusätzlich gebildeten neuen Neuronen zwar offenbar keine direkte antidepressive oder angstmindernde Wirkung hatten. Nach vier Wochen in einem Laufrad, das die allgemeine Nervenbildung üblicherweise anregt, ergab sich jedoch, dass die Tiere ein deutlich interessierteres Verhalten an den Tag legten als eine unveränderte Kontrollgruppe. Umwelteinflüsse scheinen also im Konzert mit der Neurogenese zu wirken.

Fred Gage, Neurowissenschaftler am Salk Institute, meint, dass Sahays Studie erneut zeige, dass die adulte Neurogenese eine spezifische Rolle bei der Mustertrennung spiele. Die Frage, wie sehr die neuen Neuronen auf die Stimmung wirkten, sei jedoch weniger klar.

Hen und Sahay denken jedoch nun verstärkt in diese Richtung. Die kognitive Fähigkeit der Mustertrennung lasse mit dem Alter nach und sei bei Angststörungen normalerweise beeinträchtigt. "Menschen, die Angst haben, werfen negative Erinnerungen mit neuen Erfahrungen zusammen, die eigentlich Sicherheit versprechen sollten." Die Hypothese ist auch aus einem anderen Grund interessant: Gage zufolge könnte sie erklären, warum Antidepressiva bei manchen Menschen helfen und bei manchen eben nicht. "Es könnte sein, dass es kognitive Komponenten bei solchen Erkrankungen gibt." (bsc)