Nervenzellproduktion im Zusammenhang mit dem Gedächtnis beim Menschen

Nervenzellproduktion im Zusammenhang mit dem Gedächtnis beim Menschen
Nervenzellproduktion im Zusammenhang mit dem Gedächtnis beim Menschen
Anonim

Die Produktion neuer Nervenzellen im menschlichen Gehirn ist laut einer neuen Studie der University of Florida mit Lernen und Gedächtnis verbunden. Die Forschung ist die erste, die eine solche Verbindung beim Menschen zeigt. Die Ergebnisse, die online und in einer demnächst erscheinenden Printausgabe der Zeitschrift Brain veröffentlicht werden, liefern Hinweise auf Prozesse, die an alters- und gesundheitsbedingtem Gedächtnisverlust beteiligt sind, und zeigen potenzielle zelluläre Angriffspunkte für eine medikamentöse Therapie auf.

Die Forscher untersuchten, wie sich Stammzellen in einer gedächtnisbezogenen Region des Gehirns, dem sogenannten Hippocampus, vermehren und in verschiedene Arten von Nervenzellen verwandeln. Wissenschaftler waren sich über die Bedeutung dieses Prozesses beim Menschen nicht sicher.

"Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass wir Gedächtnisverlust beim Menschen lindern oder verhindern können, wenn wir die Regeneration von Nervenzellen im Hippocampus steigern können", sagte Florian Siebzehnrubl, Ph.D., ein Postdoktorand in Neurowissenschaften an der UF College of Medicine und Co-Erstautor der Studie. „Dieser Prozess gibt uns das, was Pharmakologen ein ‚drugable target‘nennen.“

In den letzten zwei Jahrzehnten haben mehrere Studien gezeigt, dass im Hippocampus neue Nervenzellen generiert werden. In Tierversuchen führte die Unterbrechung der Nervenzellgeneration zum Verlust der Gedächtnisfunktion, während die Erhöhung der Produktion neuer Nervenzellen zu einem verbesserten Gedächtnis führte.

Um zu untersuchen, ob dies auch beim Menschen der Fall ist, untersuchten die UF-Forscher in Zusammenarbeit mit Kollegen in Deutschland 23 Patienten mit Epilepsie und unterschiedlich starkem damit verbundenem Gedächtnisverlust. Sie analysierten Stammzellen aus Hirngewebe, das während einer Epilepsieoperation entfernt wurde, und bewerteten die Gedächtnisfunktion der Patienten vor der Operation.

Bei Patienten mit niedrigen Gedächtnistestwerten konnten Stammzellen in Laborkulturen keine neuen Nervenzellen erzeugen, aber bei Patienten mit normalen Gedächtniswerten konnten sich Stammzellen vermehren. Das zeigte zum ersten Mal eine klare Korrelation zwischen dem Gedächtnis des Patienten und der Fähigkeit seiner Stammzellen, neue Nervenzellen zu bilden.

"Es ist interessant und provokativ, aber wir müssen mehr Arbeit leisten, weil nicht klar ist, was zuerst kommt - die schwere Epilepsie oder die Veränderung der Stammzellen", sagte Jack Parent, M.D., außerordentlicher Professor für Neurologie und Co-Direktor des EEG/Epilepsie-Programms an der University of Michigan, der nicht an der Studie beteiligt war. "Es war wirklich interessant, die Stammzellaktivität in der Gewebekultur mit der Reaktion der Patienten zu korrelieren."

Die Arbeit ist möglicherweise über Epilepsie hinaus anwendbar, aber zuerst müssen mehr Studien mit einer größeren Anzahl von Patienten durchgeführt und detailliertere Tests der damit verbundenen Gehirnstrukturen und -funktionen durchgeführt werden, sagten die Forscher.Außerdem müssen die Forscher noch herausfinden, wie genau die neu gebildeten Nervenzellen zum Lernen und Gedächtnis beitragen.

"Die Studie gibt uns Einblicke, wie wir das Problem des kognitiven Alterns und des altersbedingten Gedächtnisverlusts angehen können, mit der Hoffnung, Therapien zu entwickeln, die die kognitive Gesundheit im Alter verbessern können", sagte J. Lee Dockery, M.D., ein Treuhänder der McKnight Brain Research Foundation, die sich mit dem National Institute on Aging zusammengetan hat, um die Erforschung von altersbedingtem Gedächtnisverlust zu fördern.

Wissenschaftler versuchen weiterhin zu verstehen, was die Nervenzellproduktion im Gehirn aktiviert, und haben bereits damit begonnen, Verbindungen zu untersuchen, die eine Rolle spielen könnten. Tierstudien weisen auf eine Reihe möglicher Auslöser hin, aber es ist schwierig zu wissen, welche wichtig und welche geringfügig sind, sagten die Forscher. Aus diesem Grund, sagten sie, seien die Bemühungen, relevante Pfade zu bestimmen und wie man sie einsch altet, von entscheidender Bedeutung. Nichtinvasive bildgebende Verfahren wie fMRI und PET können dabei helfen aufzuzeigen, wie sich der Prozess im Laufe der Zeit entwickelt.

"Wahrscheinlich wird jeder aufgrund des normalen Alterungsprozesses ein gewisses Maß an altersbedingtem Gedächtnisverlust erleiden", sagte Dennis A. Steindler, Ph.D., Executive Director des McKnight Brain Institute von UF und einer von ihnen die leitenden Autoren der Studie. „Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass dies irreversibel ist, und wir müssen neue Ansätze und Therapeutika finden, die es jedem ermöglichen, Produktivität und lebenslanges Gedächtnis und Lernen zu erleben. Die Förderung der Bildung neuer funktioneller Neuronen in unserem Gehirn während des gesamten Lebens könnte ein solcher Ansatz sein für dieser Sache helfen."

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