Erforschung von Erinnerungsvermögen und Gedächtniskonsolidierung
Genaue Kenntnisse zu den molekularen Prozessen, die Lernen und Gedächtnis zugrunde liegen, sind vor allem für die Diagnose, Behandlung und Prävention von kognitiven Störungen bedeutsam. Das Projekt MAPPING FEAR MEMORY (Identification and selective targeting of neuronal networks underlying memory) untersuchte an genetisch veränderten Mäusen Proteine und neuronale Netzwerke, die an der Angstkonditionierung beteiligt sind. Zunächst wurde die Bedeutung der neuronalen Erregbarkeit während der Gedächtnisbildung und Konsolidierung untersucht, wobei sich herausstellte, dass eine erhöhte Erregbarkeit in einer molekular definierten Menge von Neuronen innerhalb der lateralen Amygdala die neuronale Rekrutierung bei der Angstkonditionierung fördert, aber kein primärer neurophysiologischer Mechanismus für das Langzeit-Management von Angsterinnerungen ist. Die Schlussfolgerung lautet, dass neuronale Erregbarkeit zwar für die Konditionierung, nicht aber für die Konsolidierung relevant ist. Eine weitere Studie untersuchte transgene LSL-CaMKII-Mäuse. CaMKII ist eine Proteinkinase, deren Bedeutung für Gedächtnisbildung und Konsolidierung bekannt ist. Für diesen Versuch wurde zunächst die Expression der CaMKII-Proteinkinase ausgeschaltet, um anschließend die Funktion des Proteins CaMKII in definierten Neuronenpopulationen durch Injektion von Tamoxifen wiederherzustellen. Auf diese Weise konnte ermittelt werden, welche Nervenverbindungen mindestens erhalten bleiben müssen, damit Angsterinnerungen gespeichert werden. Offenbar ist CaMKII zum Zeitpunkt des Lernens sowohl für den Lernprozess in der Amygdala wie auch im Hippocampus unerlässlich, Die Regulation von CaMKII hatte differentiellen Einfluss auf Verhaltensaufgaben abhängig vom Verhältnis von Hippocampus zur Amygdala. Um herauszufinden, welche Teile des Gehirns an der Gedächtnisbildung und -speicherung beteiligt sind, generierten die Forscher eine weitere transgene Mäuseart (Arc-dVenus-Reportermäuse). Diese Mäuse exprimieren das fluoreszierende Protein dVenus, wenn eine Arc-Transkription innerhalb eines Neurons induziert wird. Die Experimente zeigten, dass die Angstkonditionierung sowohl die Anzahl der Arc exprimierenden Neuronen sowie die Stärke der glutamatergen synaptischen Eingabe in diese Zellen deutlich erhöht. Zudem ermöglichten die Versuche eine unabhängige Bestätigung unter physiologischen Bedingungen, dass die neuronale Erregbarkeit ein Hauptregulator der neuronalen Rekrutierung in der lateralen Amygdala während des Lernens ist. Obwohl die neuen experimentellen Techniken noch in der präklinischen Phase sind, ebnen sie den Weg für das Erkennen wichtiger neurobiologischer Ziele in der Prävention und Behandlung von Erinnerungsstörungen Darüber hinaus können andere Neurowissenschaftler diese Techniken nun für weitere neue Erkenntnisse zu molekularen und zellulären Mechanismen für Lernen und Gedächtnis nutzen.
Schlüsselbegriffe
Lernen, Gedächtnis, Erinnerung, Gedächtniskonsolidierung, neuronales Netzwerk, Angststörungen \
