Zwischen Kurz- und Langzeitgedächtnis

Neue, spannende Einblicke, wo und wie unser Gehirn Informationen abspeichert, die noch nicht im Langzeitgedächtnis verankert sind, haben Neurowissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum gewonnen: Der Neurotransmitter „Dopamin“ spielt eine entscheidende Rolle dabei, dass sich neue, so genannte bewusste Gedächtnisse im wichtigsten Lernareal des Hirns, dem Hippokampus bilden. Zu diesem Ergebnis kommen Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan und Neal Lemon von der International Graduate School of Neuroscience der RUB (IGSN). Die Irin Manahan-Vaughan ist Direktorin der IGSN und Leiterin der AG „Lern- und Gedächtnisforschung“ der Medizinischen Fakultät, der Kanadier Lemon ist einer ihrer Doktoranden. Über ihre Forschung berichten die Bochumer Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des „Journal of Neuroscience“.

Ein „neues“ Gedächtnis

War ich schon hier? Befinde ich mich in einer bekannten Umgebung oder ist alles neu für mich und muss erforscht werden? In Bruchteilen von Sekunden „weiß“ unser Gehirn, ob zum Beispiel ein Ort bekannt ist oder nicht. Ist er es nicht, prägen wir uns bewusst eine räumliche Konstellation ein, etwa anhand markanter Punkte wie Restaurants, Einkaufsläden oder einem Park. Für diese Informationen entsteht quasi ein neues, vorübergehendes Gedächtnis im Gehirn zwischen Kurzzeit- und Langzeitgedächtnis – auch episodisches oder autobiographisches Gedächtnis genannt. Zuständig für die Einprägung dieses „bewussten“ (sog. deklarativen) Gedächtnisses ist die als Hippokampus bekannte Region des Gehirns, die ein Teil der Medialtemporallappen ist. Patienten, denen diese Hirnlappen operativ entfernt wurden, können sich zum Beispiel überhaupt keine Namen oder Gesichter merken.

Synaptische Plastizität

Damit eine neue Information in den Hippokampus gelangen und dort gespeichert werden kann, ändert sich vorübergehend die Fähigkeit von Synapsen, neuronale Informationen weiterzuleiten (synaptische Plastizität). Synapsen sind die Kommunikationsstellen zwischen den Hirnzellen. Prof. Manahan-Vaughan zeigte in ihrer früheren Arbeit, dass eine bestimmte Form der synaptischen Plastizität – die so genannte Langzeit-Depression – entscheidend daran beteiligt ist, dass wir uns eine neue räumliche Konfiguration einprägen können.

Und so funktioniert es

Für die Kommunikation benötigen die Synapsen einen Botenstoff, den „Neurotransmitter“. Der Bochumer Doktorand Neal Lemon hat herausgefunden, dass der Neurotransmitter Dopamin die synaptische Plastizität während des Lernens im Hippokampus in Gang setzt: Bestimmte, dopaminhaltige Rezeptoren (D1/D5) verstärken oder vermindern die synaptische Übertragung im Hippokampus. Sehr wahrscheinlich, so vermuten die RUB-Forscher anhand ihrer Ergebnisse, wird ein „Neuigkeitssignal“ im Gehirn in eine bestimmte Region geschickt (ventrales Tegmentum), wo sich die Zellkerne der dopaminhaltigen Neuronen befinden: Die Zellen werden dadurch aktiviert und setzen unter anderem auch im Hippokampus Dopamin frei, was die synaptische Plastizität und das Lernen verstärkt.

Forschung ergänzt sich

Die Ergebnisse von Prof. Manahan-Vaughan basieren auf Studien aus den Jahren 1999 und 2004. Flankiert und untermauert werden sie von ihren aktuellen Forschungsresultaten zusammen mit Neal Lemon, über die das „Journal of Neuroscience“ nun berichtet.

Titelaufnahme

Lemon N, Manahan-Vaughan D: Dopamine D1/D5 Receptors Gate the Acquisition of Novel Information through Hippocampal Long-Term Potentiation and Long-Term Depression. J. Neurosci. 2006 26: 7723-7729

Weitere Informationen

Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan, International Graduate School of Neuroscience der RUB, Tel. 0234/32-26955, E-Mail: dmv-igsn@rub.de