Hormonelle Zyklen beeinflussen das Gehirn und fördern das Lernen

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie zeigt, dass natürliche Hormonschwankungen während des Östruszyklus die Struktur und Aktivität von Neuronen im Hippocampus von Mäusen dramatisch verändern. Diese Region des Gehirns ist entscheidend für Lernen und Gedächtnis.

Die jüngsten Forschungen der Universität von Kalifornien in Santa Barbara haben aufgedeckt, dass natürliche Hormonschwankungen während des Östruszyklus die Struktur und Funktion von Neuronen im Hippocampus von Mäusen erheblich beeinflussen. Diese Entdeckung könnte weitreichende Auswirkungen auf die Neurowissenschaften, die Kognition und die personalisierte Medizin haben.

Mit Hilfe fortschrittlicher Lasermikroskopie beobachteten die Forscher, dass hohe Östrogenspiegel die Dichte der dendritischen Dornen um 20 bis 30 % erhöhen und die Signalweiterleitung in Neuronen verbessern, was für die synaptische Plastizität entscheidend ist. Diese Veränderungen verbesserten die Stabilität und Präzision der sogenannten ‘Ortszellen’, die Tieren helfen, mentale Karten ihrer Umgebung zu erstellen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass hormonelle Zyklen die Gehirnfunktion dynamisch formen. Dies hat nicht nur Auswirkungen auf das Verständnis der neuronalen Plastizität, sondern auch auf die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze, die auf individuelle hormonelle Zyklen abgestimmt sind.

Die Forscher nutzten zweiphotonen-Laserscanning-Mikroskopie, um die Bildung und das Zurückschneiden dieser dendritischen Dornen bei Mäusen über mehrere vier-Tage-Zyklen zu verfolgen. Sie beobachteten viele neue Dornen während der Proöstrus-Phase, die dann im Verlauf des Zyklus wieder zurückgeschnitten wurden. Diese Veränderungen waren nicht subtil – die Dichte der Dornen variierte um 20-30 % im Verlauf des Zyklus, was Tausende von synaptischen Verbindungen für jedes Neuron darstellt.

Die funktionellen Konsequenzen dieser erhöhten dendritischen Dorndichte und der Rückwärtsausbreitung von Signalen wurden ebenfalls untersucht. Die Forscher fanden heraus, dass während der Spitzenwerte von Estradiol das rückwärtsgerichtete Signal weiter in die Dendriten zurückreiste, was möglicherweise Auswirkungen auf die Plastizität hat – die Fähigkeit des Gehirns, neue neuronale Verbindungen zu bilden.

Diese Erkenntnisse haben auch starke Implikationen für den Menschen. Tatsächlich hat die Arbeit aus dem Labor von Mitautorin Emily Jacobs gezeigt, dass endokrine Rhythmen im Verlauf des Menstruationszyklus mit strukturellen Veränderungen im menschlichen Hippocampus verbunden sind. Dies deutet darauf hin, dass hormongetriebene Plastizität ein weit verbreitetes Phänomen ist und unterstreicht die Bedeutung der Berücksichtigung endokriner Faktoren in der neurowissenschaftlichen Forschung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis der Beziehung zwischen hormonellen Zyklusfluktuationen und dem Gehirn nicht nur unser grundlegendes Verständnis der Gehirnbiologie erweitert, sondern auch neue Möglichkeiten für eine Medizin eröffnet, die nicht nur auf Individuen, sondern auch auf die Phase des Hormonzyklus abgestimmt ist.

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