Neuronen, die verantwortlich sind für neue Erfahrungen stören die Signale von Neuronen, enthalten Erinnerungen und damit stören der Rückruf von Erinnerungen—zumindest bei Mäusen. Die Forschungsgruppe von Martin Fuhrmann des deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) Berichte dieses Phänomens in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature Neuroscience. Die Ergebnisse dieser Studie möglicherweise ein neues Licht auf Gedächtnisstörungen bei der Alzheimer-Krankheit.
Der hippocampus ist eine Hirnregion, die verantwortlich für Erinnerungen und früh betroffen, die während der Alzheimer-Krankheit. Neuronen in der hippocampus reagieren auf unsere Erfahrungen und der Aufbau von Netzwerken, die zum speichern dieser Erinnerungen. Dabei werden Erfahrungen und Gelernte Inhalte abgerufen werden können: wir können zum Beispiel daran erinnern, unser Weg nach Hause oder zur Arbeit. Personen mit Demenz haben Probleme beim abrufen dieser Art von Erinnerungen als eine bestimmte region des hippocampus, den so genannten CA1-Bereich, zuständig für das räumliche Gedächtnis, ist stark von der Alzheimer-Pathologie. Bisher wurde angenommen, dass Neuronen, die „enthalten“ ein Gedächtnis sind beeinträchtigt von der Krankheit in einer Weise, dass Sie nicht reaktiviert werden, und schließlich verlieren die Erinnerung. Offenbar, der Prozess des Vergessens, die während der Alzheimer-Krankheit—zumindest in einem Maus-Modell—funktioniert in einer anderen Weise: in einer Arbeitsgruppe am DZNE untersucht, Mäuse mit ähnlichen protein-Ablagerungen im Gehirn (so genannte amyloid-beta-plaques), wie Menschen mit Alzheimer-Krankheit. Die Einlagen führte zu Symptomen in diesen Mäusen ähnlich denen gesehen bei der Alzheimer-Krankheit. Die Forscher fanden dass die Neuronen, die für das Gedächtnis zuständig waren, immer noch aktiv in der Kranken Mäuse. Allerdings erinnern der Speicher ist fehlgeschlagen.
Signale von anderen Neuronen beeinträchtigen das Gedächtnis
„Der Grund ist die neue Erfahrung, dass die Codierung Neuronen stören die Signale von Speicher-haltigen Neuronen und überlagern Sie mit Ihrem signal“, sagt Dr. Martin Fuhrmann, Gruppenleiter am DZNE. „Es ist wie ein verrauschtes TV signal: das Bild wird unscharf und verzerrt; haben Sie vielleicht sogar Pixel oder Streifen. Etwas ähnliches passiert im inneren der Mäuse Gehirn: Störende Signale unterdrückt Ihre Erinnerungen. Diese Störung ist offensichtlich ein Ergebnis der pathologischen Veränderungen im Gehirn.“
Wenn gesunde Mäuse erinnere mich an eine situation, wie das erlernen einer neuen Pfad-oder erkunden Sie ein neuartiges Umfeld, das neuronale Netz wird reaktiviert werden, die aktiv war, während die Codierung der ersten Erfahrungen. Finden Sie heraus, was passiert eigentlich mit diesem neuronalen Netzwerk, das die Forscher führten ein experiment: Sie lassen gesunde, als auch Mäuse mit Alzheimer-ähnliche Pathologie entdecken Sie ein neuartiges Umfeld. Mit Hilfe einer speziellen Mikroskopie-Methode, der zwei-Photonen in vivo Mikroskopie—die Forscher waren in der Lage zu verfolgen die Aktivität von einzelnen Neuronen im hippocampus.
Wenn die Mäuse waren ausgesetzt, das gleiche Umfeld, ein paar Tage später beide Gruppen verhielten sich anders: die gesunden Mäuse erinnerte sich an die Umgebung; Mäuse mit Alzheimer-ähnliche Pathologie nicht. Sie erkundeten die Umgebung, als ob es war Ihre erste Erfahrung. Begleitet wurde dies durch Unterschiede in der Aktivität des Gehirns. Dr. Stefanie Poll, postdoc im Labor von Martin Fuhrmann und Erstautor der Studie erklärt: „In den erkrankten Mäusen haben wir nicht nur die aktiven Neuronen die Kodierung der Speicher, sondern auch eine Gruppe von aktiven Neuronen, die neuartigen Informationen über die Umwelt. Das signal dieser Neuheit-haltigen Neuronen verursacht eine überlagerung störende signal von der memory-Codierung-Neuronen.“
Um dies zu überprüfen, die von den Forschern verwendete Technik basiert auf der Kombination von chemischen Molekülen und Genetik: „chemogenetics.“ Dabei werden Neuronen die Kodierung Neuheit gemacht wurden, zu reagieren, um ein bestimmtes chemisches Molekül. „Die Anwendung dieses Moleküls, wir waren in der Lage zu modulieren die Aktivität dieser Neuronen. Es funktioniert wie ein Schalter, das Molekül drückt den Schalter,“ sagt Stefanie Poll.
An-und ausschalten des Novum-haltigen Neuronen
„Wir waren in der Lage, gezielt die Neuronen die Kodierung neuartige Informationen und schalten Sie diese Neuronen auf und abseits der Kontrolle Ihrer Tätigkeit“, erklärt Martin Fuhrmann. „In den erkrankten Mäusen schalteten wir diese Neuronen ab, die in der gesunden Gruppe haben wir das Gegenteil.“ Dadurch war es möglich, auf der einen Seite reduzieren und auf der anderen Seite zu induzieren, um die störenden Geräusche künstlich.“ Dies war auch in der Mäuse-Verhalten: „die Mäuse, die Alzheimer-ähnliche Pathologie jetzt erkannte die Umgebung wieder, die Ihr Gedächtnis wiederhergestellt wurde. Das Gedächtnis von gesunden Mäusen wurde jedoch beeinträchtigt durch das künstliche Rauschen“, sagt Stefanie Poll.