Den Hippocampus verstehen: Ausbildung der nächsten Sachverständigengeneration
Der Hippocampus ist eine komplexe Hirnstruktur in den inneren Falten des unteren mittleren Teils des Gehirns, des sogenannten Temporallappens. Er ist von zentraler Bedeutung für das Lernen und die Fähigkeit, Erinnerungen zu bilden. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die den Hippocampus schädigen können, darunter Alzheimer und Krampfanfälle. Wenn dies geschieht, trägt der Hippocampus dazu bei, das Leben zu erschweren, was den Bedarf an weiteren Kenntnissen und Behandlungsmöglichkeiten für Störungen der Hippocampusfunktion erhöht. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, wurden im Rahmen des EU-finanzierten Projekts M-GATE mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen 14 talentierte Nachwuchsforschende für das M-GATE-Ausbildungsprogramm rekrutiert. Sie erhielten die Möglichkeit, modernste experimentelle und theoretische Ansätze zu kombinieren, um Gedächtnismechanismen im gesunden und kranken Gehirn zu entschlüsseln. Das Hauptziel des Projekts bestand darin, zu verstehen, wie der Hippocampus zum Gedächtnis beiträgt. „Auf diese Weise bringt das Projekt eine vollständig wissenschaftliche Perspektive auf ein philosophisches Problem, das Wesen des menschlichen Gedächtnisses, das die Menschen seit Jahrhunderten fasziniert. Wir erhielten zudem die Gelegenheit, wichtige Erkenntnisse über die klinische Krankheitsbehandlung zu gewinnen“, erklärt Projektkoordinator Francesco Battaglia, Professor am Donders Centre for Neuroscience in den Niederlanden.
Fortschritte beim Wissen über den Hippocampus
Die Nachwuchsforschenden erhielten eine Ausbildung durch hochkarätige Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem akademischen und privaten Sektor, Möglichkeiten zur Abordnung und ein maßgeschneidertes gemeinsames Ausbildungsprogramm für interdisziplinäre Kompetenzen, das zu ihrer künftigen Beschäftigungsfähigkeit beitrug. „Drei der Nachwuchsforschenden verfolgten rein rechnerische Projekte, während die übrigen 11 experimentelle Projekte durchführten“, erläutert Battaglia. Zu den Arbeiten, an denen die Nachwuchsforschenden beteiligt waren, gehörte die Erforschung neuronaler Codes im Hippocampus und im medialen Temporallappen. „Die Nachwuchsforschenden beleuchteten die zeitliche Organisation von Spikes und ihre Folgen für die Informationsverarbeitung, die Art und Weise, wie Interneuronen die Aktivität neuronaler Populationen synergetisch kontrollieren, und wie Informationen, zum Beispiel über die Identität von Objekten, von Neuronen kodiert werden“, so Battaglia. In diesem Zusammenhang erforschten sie ebenfalls die Entscheidungsfindung bei Ratten und Menschen parallel und nutzten die erhobenen Daten, um ein Computermodell zu erstellen. Ein weiterer Bereich, an dem gearbeitet wurde, war die Neurotechnologie zur Untersuchung von Schaltkreisen. „Die Nachwuchsforschenden erzielten einige Fortschritte bei elektrophysiologischen und bildgebenden Verfahren, die für unsere Gruppen und andere Forschende nützlich sein werden“, fügt Battaglia hinzu. Darüber hinaus untersuchten sie die globale Dynamik im medialen Temporallappen. Daraus entstand ein neuartiger Verhaltenstest in einem sehr großen Labyrinth, mit dem geprüft werden kann, wie das Gehirn auf erneuerte Erinnerungen reagiert.
Wichtige Erkenntnisse für die Neurowissenschaft des Gedächtnisses
„Am Ende dieses Projekts können wir festhalten, dass die von den Stipendiatinnen und Stipendiaten durchgeführten Forschungsarbeiten, die Ausbildung, die sie erhalten haben, und ihre persönliche Entwicklung auf dem Niveau lagen, das wir uns zu Beginn von M-GATE vorgestellt hatten. Alle M-GATE-Projekte für Nachwuchsforschende stehen an der Spitze der Forschung im Bereich der Neurowissenschaften des Gedächtnisses“, bestätigt Battaglia. Im Rahmen des Projekts wurde eine große Menge an Daten und neuen Erkenntnissen über die Dynamik neuronaler Netze gewonnen, von der Skala eines einzelnen Hippocampus-Subfeldes oder einer kortikalen Schicht bis hin zur globalen Aktivität des medialen Temporallappens und des Kortex als Ganzes. Unter anderem wurden über das Projekt 18 Veröffentlichungen erstellt und 10 Manuskripte zur Begutachtung eingereicht. „Diese offenen Daten werden ein Segen für die zukünftige theoretische und experimentelle Forschung der Partnergruppen und anderer Forschender sein“, schließt Battaglia.
Schlüsselbegriffe
M-GATE, Hippocampus, Gedächtnis, Nachwuchsforscherin, Training, Nachwuchsforscher, Nachwuchsforschende, Neurowissenschaft des Gedächtnisses, klinische Behandlung
