Lernvorgänge

Neurone im Gehirn hören auf Gliazellen

Deutsche Forscher haben eine veränderte Informationsübertragung zwischen Neuronen nachgewiesen.

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MAINZ. Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben eine neue Verbindung im Gehirn entdeckt, die für Lernprozesse und die Verarbeitung von Empfindungen eine wichtige Rolle spielt (PLOS Biology, online 11. November).

Bekannt war, dass bestimmte Gliazellen Informationen von Neuronen empfangen, heißt es in einer Mitteilung der Universität.

Dagegen wusste man bisher nicht, dass diese Gliazellen ebenfalls Informationen an die Neurone aussenden.

Proteinfragment wird freigesetzt

Sie setzen dazu ein Proteinfragment frei, das wahrscheinlich an die synaptischen Kontaktpunkte andockt, über die Neurone untereinander Informationen austauschen.

ird diese Informationsweiterleitung unterbrochen, zeigt das neuronale Netzwerk Veränderungen zum Beispiel bei zellulären Lernprozessen.

Das Forscherteam hat den grundlegenden Mechanismus aufgedeckt und von der molekularen über die zelluläre Ebene zur Netzwerks- und schließlich bis zur Verhaltensebene untersucht.

Die Ergebnisse stellen einen wichtigen Fortschritt in unserem Verständnis der komplizierten Signalübertragungswege im Gehirn dar.

Im Gehirn von Säugetieren befinden sich wesentlich mehr Glia- als Nervenzellen, aber ihre genauen Aufgaben sind teils noch unbekannt.

Gliazellen spielen ebenbürtige Rolle

Von einer bestimmten Art von Gliazellen, den Oligodendrozyten-Vorläuferzellen, weiß man, dass sie sich zu Oligodendrozyten entwickeln, die dann die Axone mit einer schützenden Myelinhülle umgeben und so zur schnellen Weiterleitung von Informationsimpulsen beitragen.

Diese Zellen (OPC, Oligodendrocyte Precursor Cells) sind auch im erwachsenen Alter in allen Gehirnregionen als eine stabile Population vorzufinden und machen fünf bis acht Prozent aller Gehirnzellen aus. Die OPCs haben sich die Forscher genauer angeschaut.

Die diversen Funktionen des Gehirns wurden früher im Wesentlichen durch die Neurone erklärt. In den letzten Jahren zeigt sich aber zunehmend, dass Gliazellen vielleicht eine ebenbürtige Rolle spielen.

Die Kommunikationskette beginnt damit, dass Informationen von Neuronen zu den OPC über den synaptischen Spalt mithilfe des Neurotransmitters Glutamat übertragen werden. In den OPC erhöht sich die Aktivität der Alpha-Sekretase ADAM 10.

Sie spaltet nun vermehrt einen Teil des Proteins NG2 von der Vorläuferzelle ab, das dann durch den extrazellulären Raum zu den Nervenzellen wandert. Darauf reagieren die Neurone mit geänderten elektrischen Strömen, die messbar sind.

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