Lernprozesse

Spezialfarbstoff erlaubt neue Einblicke ins Hirn

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BONN. Forscher der Universitäten Bonn und Canberra sowie des Institute of Science and Technology Austria haben eine Art optischen Sensor für das Gehirn entwickelt. Der Farbstoff bindet an den Botenstoff Glyzin und ermöglicht, Nervenzellen bei der Arbeit zuzusehen, teilt die Uni Bonn mit. Die Forscher erhoffen sich so neue Einblicke in die Funktion des Gedächtnisses (Nat Chem Biol 2018; 14: 861–869).

Der optische Messfühler besteht aus zwei Farbstoffen, die bei räumlicher Nähe Energie aufeinander übertragen können. Diese sind an einem Proteingerüst befestigt, das seinerseits an Glyzin binden kann. Wenn das passiert, ändert das Protein seine Gestalt, so dass sich die Farbstoffe voneinander entfernen.

Die Energieübertragung wird damit verringert, und das Sensormolekül ändert seine Farbe. Die Arbeitsgruppe habe mit dem Messfühler bereits diverse Hypothesen bestätigt, für die es bislang nur indirekte Belege gab, heißt es in der Mitteilung.

In einem Versuch reizten die Forscher Hirngewebe mit elektrischen Pulsen und simulierten so in vereinfachter Form eine Situation, wie sie auch beim Lernen auftritt. "Wir konnten zeigen, dass durch diese Stimulation Glyzin ausgeschüttet wird", wird Autor Professor Christian Henneberger zitiert. "Wir wissen, dass durch derartige Reize manche elektrische Verbindungen dauerhaft gestärkt und andere langfristig heruntergefahren werden. Es ist also wahrscheinlich, dass die Ausschüttung von Glyzin dabei eine Rolle spielt."

Die Wissenschaftler planen nun, die Mechanismen der Glyzinfreisetzung bei Lernvorgängen mithilfe des neuen Sensors weiter im Detail zu untersuchen. Außerdem erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse zu Hirnerkrankungen, wie der Epilepsie. (eb)

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