Unser Gehirn muss Neues lernen können, ohne die Stabilität seiner Netzwerke zu verlieren. Wie das gelingen könnte, haben Forschende des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) gemeinsam mit Partnern aus Bielefeld und Zürich untersucht. Ihre Ergebnisse zeigen, dass sich hemmende Verbindungen im Gehirn beim Lernen je nach ihrer Position an einer Nervenzelle unterschiedlich verändern.
Im Mittelpunkt der Studie stehen sogenannte hemmende Synapsen. Diese Kontaktstellen zwischen Nervenzellen regulieren, wie Informationen verarbeitet und weitergegeben werden. Die Forschenden untersuchten sie im Hippocampus von Mäusen, einer Hirnregion, die für das Lernen und Gedächtnis eine wichtige Rolle spielt.
Dabei entdeckten sie einen bemerkenswerten Unterschied: An den verzweigten Fortsätzen, über die Nervenzellen Informationen empfangen, werden hemmende Synapsen nach dem Lernen häufiger neu organisiert. Am Axonanfang, wo die Nervenzelle ihre eigenen elektrischen Signale erzeugt, werden sie dagegen stabiler.
„Überraschend ist, dass hemmende Synapsen innerhalb derselben Nervenzelle nicht einheitlich auf Lernen reagieren“, erklärt Alessio Attardo vom LIN.
Für die Studie beobachtete das Forschungsteam über 13 Tage hinweg mehr als 1.100 hemmende Kontaktstellen im Gehirn von 23 Mäusen. Die Ergebnisse liefern neue Hinweise darauf, wie neuronale Netzwerke beim Lernen Veränderungen ermöglichen und zugleich stabil bleiben könnten.
Die Studie entstand in enger Zusammenarbeit der Forschungsgruppen von Alessio Attardo und Stefan Remy am LIN mit Partnern der Universitäten Bielefeld und Zürich. Sie wurde im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.
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