Konditionierung von Gedächtnis und Verhalten
Bei der Gedächtnisbildung werden Informationen von Neuronen und Synapsen in einem biologischen neuronalen Netzwerk verarbeitet, um eine Gedächtnisspur zu schaffen. Die Amygdala ist der Teil des Gehirns, der mit der Entwicklung von Angsterfahrungen in Verbindung gebracht wird. Das Projekt FEAR MEMORY TRACE ('Cellular mechanisms underlying formation of the fear memory trace in the mouse amygdala') erforschte das neuronale Netzwerk der Amygdala, um ihre Rolle bei der Gedächtnisbildung von Angst zu enträtseln. Mithilfe von genetischer Manipulation am lebenden Organismus (in vivo), Verhaltensstudien sowie elektrophysiologischen und computergestützten Ansätzen wurden die zugrunde liegenden biophysikalischen Mechanismen bei Angstkonditionierung und Geschmacksaversion untersucht. Die Forscher wurden für die Durchführung von Verhaltens- und elektrophysiologischen Experimenten sowie von Tests zu Kurz- und Langzeitgedächtnis geschult. Dazu mussten sie Eingriffe an der Amygdala, die Patch-Clamp-Technik, molekulare und zelluläre Analysen mittels Western Blot, Genotypisierung, virale DNA-Präparation sowie Computersimulationen beherrschen. Die Verhaltensstudien zeigten eine verbesserte Angst-Gedächtnisleistung am Drei-Stunden-Zeitpunkt eher als bei fünf Stunden. Die elektrophysiologischen Messungen wurden nach der akustischen Angstkonditionierung gemacht, während die Geschmacksaversion nach drei und nach fünf Stunden gemessen wurde. Die Daten zeigten bei Mäusen, die zusätzlich zu den akustischen Signalen auch mit Stößen bearbeitet wurden, nach drei Stunden eine höhere intrinsische Erregbarkeit. Die Wissenschaftler simulierten die lerninduzierten physiologischen Veränderungen während der Konditionierung mithilfe von Modellen auf der Grundlage der experimentellen Daten. Derzeit werden noch elektrophysiologische Untersuchungen von Hirnschnitten zusammen mit Fluoreszenz-Imaging durchgeführt. Mit einer eigens aufgebauten Anlage für Verhaltensexperimente sollen das Gedächtnis geprüft und Angst- sowie Bewegungsaktivität gemessen werden. Von den Projektaktivitäten verspricht man sich, die biophysikalischen Mechanismen der Verhaltenskonditionierung und der Bildung von Gedächtnisspuren enträtseln zu können. Dieses Wissen könnte in Form von Gedächtnismanipulation bei der Behandlung von Gedächtnisstörungen und psychischen Erkrankungen wie Phobien von Nutzen sein. Dies hat wichtige Auswirkungen für den öffentlichen Gesundheitssektor.