Als man vor Jahrzehnten erstmals stumme Synapsen entdeckte, wurden sie vor allem in den Gehirnen junger Mäuse und anderer Tiere beobachtet, wobei angenommen wurde, dass diese Synapsen dem Gehirn während der frühen Entwicklung helfen, die riesigen Mengen an Informationen aufzunehmen, die Babys benötigen, um ihre Umwelt kennenzulernen und mit ihr zu interagieren. Man nahm auch an, dass diese Synapsen bei Mäusen im Alter von etwa 12 Tagen – das entspricht den ersten Monaten des menschlichen Lebens – verschwinden. Neurowissenschaftler des MIT haben nun aber entdeckt, dass das erwachsene Gehirn Millionen von stillen Synapsen enthält, also unreifen Verbindungen zwischen Neuronen, die inaktiv bleiben, bis sie zur Bildung neuer Erinnerungen herangezogen werden. Bisher ging man davon aus, dass stille Synapsen nur während der frühen Entwicklung vorhanden sind, wenn sie dem Gehirn helfen, die neuen Informationen zu lernen, denen es in den ersten Lebensjahren ausgesetzt ist.
Die am Mausmodell durchgeführten Studien könnten nun auch erklären, wie das erwachsene Gehirn in der Lage ist, ständig neue Erinnerungen zu bilden und neue Dinge zu lernen, ohne bestehende konventionelle Synapsen verändern zu müssen. Diese stillen Synapsen suchen nach neuen Verbindungen, und wenn wichtige neue Informationen präsentiert werden, werden die Verbindungen zwischen den entsprechenden Neuronen verstärkt, sodass das Gehirn neue Erinnerungen schaffen kann, ohne die wichtigen Erinnerungen zu überschreiben, die in den reifen Synapsen gespeichert sind, die schwieriger zu verändern sind.
Das MIT-Team war übrigens gar nicht speziell auf die Suche nach stummen Synapsen ausgerichtet, sondern man versuchte, die Neurotransmitterrezeptoren in verschiedenen dendritischen Verzweigungen zu messen, um herauszufinden, ob dies dazu beitragen würde, die Unterschiede in ihrem Verhalten zu erklären. Dabei fand man zahlreiche Filopodien, also dünne Membranausstülpungen, die von Dendriten ausgehen, die normalerweise mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren schwer zu erkennen sind.
Literatur
Vardalaki, Dimitra, Chung, Kwanghun & Harnett, Mark T. (2022). Filopodia are a structural substrate for silent synapses in adult neocortex. Nature, 612, 323-327.
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