Artikel zur Langlebigkeit

Entdeckung eines neuen Schlüsselakteurs im Langzeitgedächtnis

Entdeckung eines neuen Schlüsselakteurs im Langzeitgedächtnis
  • Forscher entdeckten, dass unsere beiden neuronalen Netzwerke – das erregende und das hemmende Netzwerk – selektiv manipuliert werden können, um das Langzeitgedächtnis zu steuern. 

  • Das erregende Netzwerk ist an der Erstellung einer Gedächtnisspur beteiligt, während die hemmenden Neuronen langfristiges Lernen ermöglichen. 

  • Diese neue Forschung identifiziert Somatostatin-Interneuronen im inhibitorischen Netzwerk als potenzielle neue therapeutische Ziele für die Alzheimer-Krankheit oder Autismus. 

Dieser Artikel wurde im McGill Newsroom veröffentlicht: 

Ein von McGill geleitetes multiinstitutionelles Forschungsteam hat herausgefunden, dass während der Gedächtniskonsolidierung mindestens zwei unterschiedliche Prozesse in zwei verschiedenen Gehirnnetzwerken ablaufen – dem erregenden und dem hemmenden Netzwerk.

Die erregenden Neuronen sind an der Erstellung einer Gedächtnisspur beteiligt, und die hemmenden Neuronen blockieren Hintergrundgeräusche und ermöglichen langfristiges Lernen.

Das Team unter der Leitung der Professoren Nahum Sonenberg und Arkady Khoutorsky von der McGill University, Professor Jean-Claude Lacaille von der Université de Montréal und Professor Kobi Rosenblum von der Universität Haifa, leitende Autoren des heute in Nature veröffentlichten Artikels, fand außerdem heraus, dass jedes neuronale System selektiv sein kann manipuliert, um das Langzeitgedächtnis zu steuern.

Die Forschung, die eine seit langem bestehende Frage beantwortet, welche neuronalen Subtypen an der Gedächtniskonsolidierung beteiligt sind, hat potenzielle Auswirkungen auf neue Angriffspunkte für Medikamente bei Erkrankungen wie Alzheimer und Autismus, die mit veränderten Gedächtnisprozessen einhergehen.

Wie verwandeln sich Kurzzeitgedächtnisse (die nur wenige Stunden dauern) in Langzeitgedächtnisse (die möglicherweise Jahre anhalten)? Es ist seit Jahrzehnten bekannt, dass dieser Prozess, Gedächtniskonsolidierung genannt, die Synthese neuer Proteine ​​in Gehirnzellen erfordert. Bisher war jedoch nicht bekannt, welche Subtypen von Neuronen an dem Prozess beteiligt waren.

Um herauszufinden, welche neuronalen Netzwerke für die Gedächtniskonsolidierung wesentlich sind, verwendeten die Forscher transgene Mäuse, um einen bestimmten molekularen Signalweg, eIF2α, in bestimmten Neuronentypen zu manipulieren.

Es wurde bereits gezeigt, dass dieser Signalweg eine Schlüsselrolle bei der Steuerung der Bildung von Langzeitgedächtnissen und der Regulierung der Proteinsynthese in Neuronen spielt. Darüber hinaus wurde eIF2α in früheren Untersuchungen als zentral für neurologische Entwicklungs- und neurodegenerative Erkrankungen identifiziert.

„Wir fanden heraus, dass die Stimulation der Proteinsynthese über eIF2α in erregenden Neuronen des Hippocampus ausreichte, um die Gedächtnisbildung und die Modifikation von Synapsen, den Kommunikationsorten zwischen Neuronen, zu fördern“, sagt Dr. Kobi Rosenblum.

Interessanterweise „fanden wir jedoch auch heraus, dass die Stimulation der Proteinsynthese über eIF2α in einer bestimmten Klasse inhibitorischer Neuronen, den Somatostatin-Interneuronen, ebenfalls ausreichte, um das Langzeitgedächtnis zu verbessern, indem die Plastizität neuronaler Verbindungen angepasst wurde“, sagt Dr. Jean-Claude Lacaille.

„Es ist faszinierend, zeigen zu können, dass diese neuen Akteure – hemmende Neuronen – eine wichtige Rolle bei der Gedächtniskonsolidierung spielen“, fügte Dr. Vijendra Sharma, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor von Prof. Sonenberg und Erstautor der Arbeit, hinzu. „Bisher ging man davon aus, dass der eIF2α-Weg das Gedächtnis über erregende Neuronen reguliert.“

„Diese neuen Erkenntnisse identifizieren die Proteinsynthese in hemmenden Neuronen und insbesondere Somatostatinzellen als neues Ziel für mögliche therapeutische Interventionen bei Erkrankungen wie Alzheimer und Autismus“, schloss Dr. Nahum Sonenberg. „Wir hoffen, dass dies bei der Entwicklung präventiver und postdiagnostischer Behandlungen für diejenigen hilfreich sein wird, die an Störungen leiden, die mit Gedächtnisdefiziten einhergehen.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Natur im Oktober 2020. 



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