Die innere Verdrahtung des Gehirns bestimmt Gedächtnisleistung

Wie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) berichtet, konnte nun eine Gruppe von Wissenschaftlern von der Otto von Guericke-Universität und dem Leibniz-Institut für Neurobiologie in Magdeburg, der Charité-Universitätsmedizin Berlin und dem University College London zeigen, dass die Stärke von speziellen Nervenverbindungen zwischen zwei Hirngebieten, dem Vorderhirn und Schläfenlappen, hier eine wichtige Rolle spielt.

Diese speziellen Verbindungen im Gehirn ausfindig zu machen, war eine besondere Herausforderung. Das liegt daran, dass viele Hirnregionen miteinander durch Verbindungen verknüpft sind und es herauszufinden gilt, welche dieser Verbindungen speziell für Gedächtnisfunktionen relevant sind.

Die Arbeitsgruppe um Björn Schott, Christoph Niklas und Emrah Düzel ging hier einen neuen Weg. Sie benutzen Magnetresonanztomographie (MRT), um herauszufinden, welche Hirnregionen aktiviert wurden, während sich Studenten eine Liste von Wörtern einprägten. Bei allen Studienteilnehmern zeigten mehrere Regionen im Vorderhirn eine stärkere Aktivität bei Wörtern welche später erinnert wurden im Vergleich zu den Wörtern, die später vergessen wurden.

Die Forscher untersuchten dann, ob diese aktivierten Vorherhirnregionen durch Nervenfasern mit Schläfenlappenregionen verbunden sind. Die Schläfenlappen, insbesondere deren innere Anteile, sind bekanntermaßen wichtige Gedächtnisspeicher. Mit einer MRT-Methode, die es erlaubt, Faserverbindungen zu visualisieren, fanden die Forscher heraus, dass zwei der aktivierten Vorderhirnregionen mit den inneren Anteilen des Schläfenlappens verbunden sind. Für eine Region zeigte sich dabei, dass die Stärke dieser Verbindung eine enge Beziehung zur individuellen Gedächtnisleistung aufwies. Studienteilnehmer, die über eine stärkere Verbindung zwischen diesen Hirnstrukturen verfügten, zeigten durchweg überdurchschnittliche Gedächtnisleistungen. „Die Stärke dieser Beziehung zwischen Verbindungsstärke und Gedächtnisleistung hat uns überrascht“, sagt Prof. Düzel. Offenbar gibt es große Unterschiede zwischen Menschen, was die Verbindungsmuster zwischen diesen Hirnregionen anbelangt, und diese Unterschiede haben sehr spezifische Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Gedächtnisses.

Angesichts dieses Zusammenhangs erscheint die Überlegung verlockend, ob die Stärke dieser Verbindung – und damit die Gedächtnisleistung – auch beim Erwachsenen erhöht werden kann, etwa durch besonderes kognitives Training. Nach bisherigem Stand der Forschung ist dies eher unwahrscheinlich, da die Reifung des Gehirns spätestens mit 25 Jahren als abgeschlossen betrachtet werden kann.

Künftig wollen die Wissenschaftler insbesondere untersuchen, welche Rolle diese Faserverbindungen für Gedächtnisleistung im Alter spielen und welche möglichen Kompensationsmechanismen bei Menschen existieren, die trotz eher schwacher Faserverbindungen ein gutes Gedächtnis haben.

Link: http://www.pnas.org/content/early/2011/03/09/1013287108.abstract

Kontakt:
Prof. Dr. med. Emrah Düzel
Otto-von-Guericke-University Magdeburg
Faculty of Medicine
Institute of Cognitive Neurology and Dementia Research
http://www.med.uni-magdeburg.de/iknd.html
Tel.: 0049 391 6117 521 Fax: 0049 391 6117 522
email: emrah.duezel@med.ovgu.de
Prof. Emrah Düzel
Chair of Cognitive Neuroscience and Hon. Cons. Neurologist
Institute of Cognitive Neuroscience
Univ. College London
Tel.: +44 20 76794640
Bjoern H. Schott, MD, PhD
Leibniz Institute for Neurobiology, Magdeburg, Germany
Dept. of Psychiatry, Charite University Hospital, Berlin, Germany
email: bschott@neuro2.med.uni-magdeburg.de