Wie Erfahrungen gespeichert werden. Zürcher Forscher entdecken die Moleküle des Erinnerns.

Gerri Hagspiel über Gehirnforschung, Bild: Fotolia

Noch immer sind die chemischen Vorgänge, die beim Erinnern ablaufen, ein Mysterium. Es ist bekannt, dass gewisse Gene an- oder ausgeschaltet werden müssen, damit das Gehirn neu Gelerntes abspeichern kann. Nun haben Forscher der Universität und ETH Zürich den molekularen Schlüssel dafür entdeckt.

Eine Erinnerung wird demnach nur abgespeichert, wenn kleine molekulare Veränderungen am Erbgut und an den Eiweissmolekülen, um welche sich die DNA windet, auftreten. Diese Eiweisse namens Histone spielen eine Rolle bei der Aktivierung von Genen, und die Anhängsel, epigenetische Marker genannt, verändern die Art und Weise, wie sie das tun.

Durch die Manipulation dieser Marker konnten die Forscher das Gedächtnis von Mäusen gezielt an- und ausschalten, wie sie nun im Fachblatt „Nature Communications“ berichten. „Wir konnten zeigen, dass diese Marker die molekulare Basis der Gedächtnisbildung sind“, sagte Isabelle Mansuy vom Hirnforschungsinstitut der Universität Zürich und der ETH Zürich zur Nachrichtenagentur sda.

Im Experiment bekamen Mäuse neue, unbekannte Objekte in ihre Käfige, die sie neugierig erkundeten. Bei einem Teil der Tiere hatten die Forscher die Bildung der molekularen Markierungen entweder durch genetische Manipulation oder einen bestimmten Wirkstoff blockiert oder aktiviert.

Nach einer Trainingsphase präsentierten sie den Mäusen ein neues, unbekanntes Objekt nebst zwei bereits bekannten. Mäuse mit intaktem Gedächtnis erkunden bevorzugt das neue Objekt, da sie sich an die anderen erinnern können und deshalb weniger interessant finden.

Tatsächlich erkundeten jene Mäuse, bei denen die Marker blockiert waren, die „alten“ Objekte ebenso intensiv wie das neue. Sie hätten keine neuen Gedächtnisinhalte abspeichern können, erklärt Mansuy. Im Gegensatz dazu zeigten Mäuse mit den aktivierten Markern eine bessere Gedächtnisleistung und erkundeten das neue Objekt mit mehr Interesse.

Die „Reifung“ von Erinnerungen verfolgen

Mit Hilfe der Marker konnten die Forscher zudem genau nachvollziehen, wann und wo die Erinnerungen im Gehirn gespeichert wurden. Sie tauchen nämlich in unterschiedlichen Gehirnregionen auf – je nachdem, ob das Gelernte ins Kurz- oder Langzeitgedächtnis eingeht.

Zuerst fanden sich die Markierungen im Hippocampus, dem Sitz des Kurzzeitgedächtnisses. Nach einem Tag waren sie in der Hirnrinde nachweisbar, wo Langzeiterinnerungen abgespeichert werden. „Der zeitliche Ablauf der Bildung dieser Marker rekapituliert die Dynamik der Gedächtnisbildung“, schreiben die Forscher.

Obwohl es sich um sehr grundlegende Forschung handle, sei ein therapeutischer Nutzen dieser Marker durchaus denkbar, erklärt Mansuy. Zum Beispiel könnte die Bildung von negativen Erinnerungen mit ähnlichen Wirkstoffen wie in der Mäusestudie unterdrückt werden. Damit liessen sich posttraumatische Belastungsstörungen quasi im Keim ersticken.

(Quelle: sda)