Veränderungen an Neuronen behindern das alternde Gehirn
Derzeit verstehen Experten nicht vollständig, warum die kognitiven Funktionen des Gehirns wie Gedächtnis und Sprache mit zunehmendem Alter abnehmen. Dies trotz der Erkenntnis, dass ein kognitiver Rückgang festgestellt werden kann, bevor eine Person das 50. Lebensjahr erreicht.
Neurowissenschaftler Andy Randall, Ph.D. und Jon Brown, Ph.D. von der University of Bristol haben einen neuartigen zellulären Mechanismus identifiziert, der die Aktivität von Neuronen verändert - eine Aktion, die zu einem kognitiven Rückgang während des normalen gesunden Alterns beitragen kann.
Das Gehirn verwendet hauptsächlich elektrische Signale, um Informationen zu codieren und zu übermitteln. Änderungen dieser elektrischen Aktivität führen wahrscheinlich zu altersabhängigen Veränderungen der kognitiven Fähigkeiten.
Die Forscher untersuchten die elektrische Aktivität des Gehirns, indem sie elektrische Signale in einzelnen Zellen des Hippocampus aufzeichneten, einer Struktur, die eine entscheidende Rolle für die kognitive Funktion spielt. Auf diese Weise konnten sie die „neuronale Erregbarkeit“ bewerten - die Leichtigkeit, mit der ein Neuron kurze, aber sehr große elektrische Signale erzeugen kann, die als Aktionspotentiale bezeichnet werden.
Ein Aktionspotential tritt in praktisch allen Nervenzellen auf und ist für die Übertragung eines Signals oder der Kommunikation in allen Kreisläufen des Nervensystems wesentlich.
Aktionspotentiale werden in der Nähe des Zellkörpers des Neurons ausgelöst und wandern nach ihrer Produktion schnell durch die massiv verzweigte Struktur der Nervenzelle, während die Synapsen aktiviert werden, die die Nervenzelle mit den zahlreichen anderen Nervenzellen bildet, mit denen sie verbunden ist.
Forscher entdeckten, dass die Hippocampus-Neuronen in einem gealterten Gehirn Probleme haben, Aktionspotentiale zu erzeugen.
Darüber hinaus zeigten sie, dass diese relative Zurückhaltung bei der Erzeugung von Aktionspotential auf Änderungen der Aktivierungseigenschaften von Membranproteinen zurückzuführen ist, die als Natriumkanäle bezeichnet werden. Die Natriumkanäle beeinflussen die schnelle Initiierung des Aktionspotentials, indem sie einen Fluss von Natriumionen in Neuronen ermöglichen.
Randall, Professor für angewandte Neurophysiologie, sagte: „Ein Großteil unserer Arbeit befasst sich mit dem Verständnis dysfunktioneller elektrischer Signale im erkrankten Gehirn, insbesondere der Alzheimer-Krankheit.
„Wir begannen uns jedoch zu fragen, warum selbst das gesunde Gehirn langsamer werden kann, sobald Sie mein Alter erreicht haben.Frühere Untersuchungen an anderer Stelle haben altersbedingte Veränderungen in Prozessen beschrieben, die durch Aktionspotentiale ausgelöst werden. Unsere Ergebnisse sind jedoch signifikant, da sie zeigen, dass die Erzeugung des Aktionspotentials in gealterten Gehirnzellen in erster Linie schwieriger ist.
"Auch indem wir Natriumkanäle als wahrscheinlichen Schuldigen für diese Zurückhaltung bei der Erzeugung von Aktionspotentialen identifizieren, zeigt unsere Arbeit sogar Wege auf, wie wir altersbedingte Veränderungen der neuronalen Erregbarkeit modifizieren und kognitive Fähigkeiten ableiten können."
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Neurobiologie des Alterns.
Quelle: Universität Bristol
