Dynamische Gedächtnislandkarten: Wie unser Gehirn bekannte Wege neu kartiert

CHICAGO / LONDON (IT BOLTWISE) – Neue Forschungen der Northwestern University haben gezeigt, dass unser Gehirn bei der Navigation durch bekannte Umgebungen ständig seine internen Karten aktualisiert. Diese Entdeckung könnte tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis von Gedächtnis und Alterung haben.

Die jüngsten Erkenntnisse der Neurobiologie zeigen, dass unser Gehirn bei der Navigation durch bekannte Umgebungen seine internen Karten dynamisch umschreibt. Selbst wenn Mäuse identische virtuelle Labyrinthe mit kontrollierten sensorischen Eingaben durchliefen, aktivierten ihre hippocampalen Neuronen bei jedem Durchlauf unterschiedliche Muster. Diese Entdeckung legt nahe, dass räumliche Erinnerungen dynamisch und sich entwickelnd sind, anstatt fest und unveränderlich zu sein. Dies könnte auch die Passage der Zeit kodieren und bietet neue Einblicke in die Funktionsweise des Gedächtnisses sowie in die Auswirkungen des Alterns.

Die Studie, die von Neurobiologen der Northwestern University durchgeführt wurde, zeigt, dass das interne GPS des Gehirns sich jedes Mal ändert, wenn wir durch eine vertraute, statische Umgebung navigieren. Dies bedeutet, dass selbst wenn jemand denselben Weg jeden Tag geht und die Bedingungen gleich bleiben, unterschiedliche ‘Karten-erstellende’ Gehirnzellen aktiviert werden. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis von Gedächtnis, Lernen und sogar Alterung grundlegend verändern.

Die Forschung zeigt, dass die am leichtesten erregbaren Neuronen stabilere räumliche Erinnerungen über mehrere Durchläufe durch das virtuelle Labyrinth hinweg beibehalten. Da die Erregbarkeit von Neuronen mit dem Alter abnimmt, könnte diese Erkenntnis Wissenschaftlern helfen, die Rolle des Alterns in Bezug auf die Fähigkeit des Gehirns, neue Erinnerungen zu kodieren, besser zu verstehen.

Die Studie, die am Mittwoch im Journal Nature veröffentlicht wird, wurde von Daniel Dombeck, Professor für Neurobiologie an der Northwestern University, geleitet. Dombeck und sein Team haben ein Experiment entworfen, das ihnen eine beispiellose Kontrolle über die sensorischen Eingaben der Mäuse ermöglichte. Sie verwendeten ein multisensorisches Virtual-Reality-System, um sicherzustellen, dass die Tiere identische visuelle Hinweise erlebten, und setzten die Mäuse auf Laufbänder, um die Geschwindigkeit präzise zu messen.

Obwohl nur wenige Muster während des Experiments auftraten, bemerkten Dombeck und sein Team einen konsistenten Faktor: Die am leichtesten erregbaren Neuronen behielten stabilere räumliche Erinnerungen bei. Diese Entdeckung könnte helfen, die Rolle des Alterns in Bezug auf die Fähigkeit des Gehirns, neue Erinnerungen zu kodieren, besser zu verstehen.

Dombeck und sein Team sind noch dabei, zu erforschen, warum die aktivierten Neuronen sich ändern, obwohl der Raum gleich bleibt. Eine mögliche Erklärung könnte die Zeit sein. Selbst wenn man denselben Weg zweimal geht, möchte das Gehirn möglicherweise, dass wir uns an diese Erfahrungen auf leicht unterschiedliche Weise erinnern, um Zugang zu individuellen Erinnerungen zu haben.

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