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Wissenschaftler finden neue Mechanismen für die Gedächtnisbildung
Wie bilden wir Erinnerungen? Forscher haben immer geglaubt, dass der Hippocampus der Hauptteil des Gehirns ist, das für die Herstellung von Erinnerungen verantwortlich ist, aber eine neue Studie zeigt, dass eine andere Gehirnregion eine entscheidende Rolle spielt.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass neben dem Hippocampus auch ein anderer Gehirnbereich an der Gedächtnisbildung beteiligt ist.
Das menschliche Gehirn hat die faszinierende Fähigkeit, Erinnerungen zu speichern, so wie wir Bücher in einem Bücherregal machen. Die meiste Zeit denken wir nicht darüber nach, aber wann immer wir auf eins zugreifen wollen, müssen wir sie nur aus dem Regal nehmen.
Ebenso halten unsere Gehirne Aufzeichnungen über Orte, Ereignisse und Erfahrungen in einer Speicherbank, die jederzeit zugänglich sind - manchmal viele Jahre nach dem Ereignis.
Aber wie ist das eigentlich möglich? Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass der Hippocampus bei der Reaktivierung von räumlichen und episodischen Erinnerungen kritisch ist, während andere Gehirnregionen nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Neue Forschungsergebnisse des Instituts für Wissenschaft und Technologie (IST) in Österreich deuten jedoch darauf hin, dass ein anderer Teil des Gehirns eine entscheidende Rolle bei der Erinnerung an Erinnerungen spielen könnte.
Die Studie untersuchte das Gedächtnissystem bei Nagetieren, und die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Wissenschaft, die Zeitschrift der American Association for the Advancement of Science.
Wie bilden wir Erinnerungen?
Wenn wir ein Ereignis erleben, bilden unsere Gehirne eine episodische Erinnerung. Ein episodisches Gedächtnis ist für jedes Individuum einzigartig, und der physische Ort, an dem wir uns zum Zeitpunkt des Ereignisses befanden, spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung.
Der Hippocampus des Gehirns ist mit Neuronen besetzt, die Ortszellen genannt werden, und jede Ortszelle entspricht einem bestimmten Punkt in der umgebenden physikalischen Umgebung.
Das "Berichten" an den Hippocampus ist auch eine Region, die man den medialen entorhinalen Cortex (MEC) nennt, der Input in den Hippocampus sendet und sogenannte Gitterzellen enthält. Diese Neuronen reagieren auch auf bestimmte Orte in dem umgebenden physikalischen Raum, aber diese Orte sind in einem dreieckigen Gittermuster angeordnet.
Wir werden wahrscheinlich unsere Erinnerungen während des Schlafes und wenn wir Pausen von einer Aktivität machen, festigen. Dies ist zumindest bei Tieren der Fall, bei denen beobachtet wurde, dass sie Ereignisse im Hippocampus in einer viel beschleunigten Rate erzeugen, wenn sie während einer Aufgabe schlafen oder innehalten.
Diese Ereignisse werden in unserem Gehirn "wiederholt", indem dieselben Zellen aktiviert werden, die wir aktivieren, wenn wir die Erfahrung zum ersten Mal machen. Dies geschieht als Ergebnis einer hoch synchronisierten neuronalen Feuerung, einer Gehirnaktivität, die als "scharfe Wellenkräuselereignisse" bekannt ist.
Trotz der Tatsache, dass das MEC auch Zellen hat, die bei der räumlichen Lokalisierung helfen, wurde die Rolle dieses Teils des Gehirns bei der Gedächtnisbildung bisher unterschätzt. Forscher glaubten, dass bei der Gedächtniskonsolidierung der Hippocampus mit der Wiederholung beginnt, während der MEC einfach dazu beiträgt, die Botschaft an den Rest des Gehirns weiterzugeben.
Der entorhinale Kortex funktioniert unabhängig vom Hippocampus
In dieser neuesten Studie untersuchten Forscher um IST Jozsef Csicsvari die Aktivität des Gehirns sowohl im Hippocampus als auch in den oberflächlichen Schichten des MEC (sMEC).
Prof. Csicsvari und sein Team zeichneten die neuronale Aktivität von Ratten auf, während sie versuchten, ihren Weg aus einem Labyrinth zu finden.
Die Wissenschaftler entdeckten, dass das sMEC neben dem Hippocampus auch Neuronen im Schlaf- und Wachzustand befeuert.
Nach der Dekodierung der räumlichen Bahn, die durch die neuralen Zündungen repräsentiert wurde, fanden die Forscher heraus, dass sie den tatsächlichen Flugbahnen des Labyrinths entsprachen.
Überraschenderweise wurde beobachtet, dass die sMEC-neuralen Aktivierungssequenzen unabhängig vom Hippocampus ablaufen. Im Hippocampus wurde zu der Zeit, als sMEC aktiviert wurde, kein Wiederholungsfeuern festgestellt.
Wie Prof. Csicsvari erklärt, verändern diese Ergebnisse unser Verständnis von Gedächtnisbildung:
"Bisher wurde der entorhinale Kortex sowohl dem Gedächtnis als auch dem Gedächtnis als dem Hippocampus untergeordnet betrachtet. Wir zeigen jedoch, dass der mediale entorhinale Kortex das Zündmuster wiederholen kann, das mit der Bewegung in einem Irrgarten unabhängig vom Hippocampus verbunden ist. Der entorhinale Kortex könnte sein ein neues System zur Gedächtnisbildung, das parallel zum Hippocampus funktioniert. "
"Der Hippocampus alleine dominiert nicht, wie Erinnerungen geformt und erinnert werden. Obwohl sie miteinander in Beziehung stehen, können die beiden Regionen unterschiedliche Wege einschlagen und unterschiedliche Rollen im Gedächtnis spielen", fügt Joseph O'Neill, der Erstautor der Studie, hinzu.
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