1. Juli 2022 – Wissenschaftler der Johns Hopkins University haben einen Mechanismus im Gehirn hinter altersbedingtem Gedächtnisverlust identifiziert, der unser Wissen über die inneren Abläufe des alternden Gehirns erweitert und möglicherweise die Tür zu neuen Alzheimer-Behandlungen öffnet.
Die Forscher untersuchten den Hippocampus, einen Teil des Gehirns, von dem angenommen wird, dass er Langzeiterinnerungen speichert.
Neuronen dort sind für ein Paar Gedächtnisfunktionen – Mustertrennung und Mustervervollständigung genannt – verantwortlich, die in jungen, gesunden Gehirnen zusammenarbeiten. Diese Funktionen können mit zunehmendem Alter aus dem Gleichgewicht geraten und das Gedächtnis beeinträchtigen.
Das Team von Johns Hopkins hat möglicherweise entdeckt, was dieses Ungleichgewicht verursacht. Ihre Ergebnisse – berichtet in a neuer Aufsatz in der Zeitschrift Aktuelle Biologie – kann uns nicht nur helfen, Demenzbehandlungen zu verbessern, sondern sogar einen Verlust der Denkfähigkeit zu verhindern oder zu verzögern, sagen die Forscher.
Mustertrennung vs. Mustervervollständigung
Um zu verstehen, wie sich der Hippocampus mit zunehmendem Alter verändert, untersuchten die Forscher das Gehirn von Ratten. Bei Ratten und Menschen sind Mustertrennung und Mustervervollständigung vorhanden, die von Neuronen im Hippocampus gesteuert werden.
Wie der Name schon sagt, ist Mustervervollständigung, wenn Sie ein paar Details oder Informationsfragmente nehmen – ein paar Musiknoten oder den Beginn eines berühmten Filmzitats – und Ihr Gehirn die gesamte Erinnerung abruft. Auf der anderen Seite ist die Mustertrennung in der Lage, ähnliche Beobachtungen oder Erfahrungen (wie zwei Besuche im selben Restaurant) zu unterscheiden, um sie als separate Erinnerungen zu speichern.
Diese Funktionen treten entlang eines Gradienten über eine winzige Region namens CA3 auf. Dieser Gradient, so die Studie, verschwindet mit zunehmendem Alter, sagt der Hauptautor der Studie Hey-Kyoung Lee, PhD, wissenschaftlicher Assistent am Zanvyl Krieger Mind/Brain Institute der Universität. „Die Hauptfolge des Verlusts“, sagt Lee, „ist, dass die Mustervervollständigung bei Ratten mit zunehmendem Alter dominanter wird.“
Was im Gehirn passiert
Neuronen, die für die Mustervervollständigung verantwortlich sind, befinden sich am „distalen“ Ende von CA3, während diejenigen, die für die Mustertrennung verantwortlich sind, am „proximalen“ Ende sitzen. Lee sagt, frühere Studien hätten die proximalen und distalen Regionen nicht separat untersucht, wie sie und ihr Team es in dieser Studie taten.
Was überraschend war, sagt Lee, „war, dass Hyperaktivität beim Altern in Richtung der proximalen CA3-Region beobachtet wurde, nicht der erwarteten distalen Region.“ Entgegen ihrer Erwartungen verbesserte diese Hyperaktivität die Funktion in diesem Bereich nicht, sondern eher gedämpft es. Daher: „Es gibt eine verringerte Mustertrennung und eine verstärkte Mustervervollständigung“, sagt Lee.
Wenn die Mustervervollständigung dominiert, verblasst die Mustertrennung, sagt Lee. Dies kann es älteren Erwachsenen erschweren, Erinnerungen zu trennen – sie erinnern sich vielleicht an ein bestimmtes Restaurant, in dem sie gewesen sind, können aber nicht trennen, was bei einem Besuch passiert ist und was bei einem anderen passiert ist.
Warum bleiben einige ältere Erwachsene scharf?
Aber diese Gedächtnisschwäche tritt nicht bei jedem auf, und sie tritt auch nicht bei allen Ratten auf. Tatsächlich fanden die Forscher heraus, dass einige ältere Ratten räumliche Lernaufgaben genauso gut erledigten wie junge Ratten – obwohl ihr Gehirn bereits anfing, Mustervervollständigung zu bevorzugen.
Wenn wir besser verstehen, warum dies passiert, könnten wir neue Therapien für altersbedingten Gedächtnisverlust aufdecken, sagt Lee.
Das Team der Co-Autorin Michela Gallagher hat zuvor gezeigt, dass das Antiepilepsie-Medikament Levetiracetam die Gedächtnisleistung verbessert, indem es die Hyperaktivität im Hippocampus reduziert.
Die zusätzlichen Details, die diese Studie hinzufügt, könnten es Wissenschaftlern ermöglichen, solche Medikamente in Zukunft besser zu zielen, spekuliert Lee. “Es würde uns eine bessere Kontrolle darüber geben, wo wir möglicherweise die Defizite angehen könnten, die wir sehen.”