Die Suche nach Wissen stimuliert die Gesundheit des Gehirns

Neueste Forschungsergebnisse von Neurobiologen der University of California-Irvine liefern den ersten visuellen Beweis dafür, dass Lernen die Gesundheit des Gehirns fördert.

Wissenschaftler sind begeistert, weil die Ergebnisse darauf hindeuten, dass mentale Stimulation die schwächenden Auswirkungen des Alterns auf das Gedächtnis und den Geist begrenzen könnte.

Unter Verwendung einer neuartigen Visualisierungstechnik fand ein Forschungsteam unter der Leitung von Lulu Chen und Christine Gall heraus, dass alltägliche Lernformen Neuronenrezeptoren stimulieren, die dazu beitragen, dass die Gehirnzellen auf einem optimalen Niveau funktionieren.

Diese Rezeptoren werden durch ein Protein aktiviert, das als aus dem Gehirn stammender neurotropher Faktor (BDNF) bezeichnet wird und das Wachstum und die Differenzierung der Verbindungen oder Synapsen erleichtert, die für die Kommunikation zwischen Neuronen verantwortlich sind. BDNF ist der Schlüssel zur Bildung von Erinnerungen.

"Die Ergebnisse bestätigen eine kritische Beziehung zwischen Lernen und Gehirnwachstum und zeigen Wege auf, wie wir diese Beziehung durch mögliche zukünftige Behandlungen verstärken können", sagt Chen, ein Diplom-Forscher in Anatomie und Neurobiologie.

Neben der Entdeckung, dass die Gehirnaktivität die BDNF-Signalübertragung an den Stellen auslöst, an denen Neuronen Synapsen entwickeln, stellten die Forscher fest, dass dieser Prozess mit lernbezogenen Gehirnrhythmen, sogenannten Theta-Rhythmen, zusammenhängt, die für die Kodierung neuer Erinnerungen von entscheidender Bedeutung sind.

Theta-Rhythmen, die im Hippocampus auftreten, beinhalten zahlreiche Neuronen, die drei- bis achtmal pro Sekunde synchron feuern. Diese Rhythmen wurden mit einer langfristigen Potenzierung in Verbindung gebracht, einem zellulären Mechanismus, der dem Lernen und dem Gedächtnis zugrunde liegt.

In Nagetierstudien stellte das Team fest, dass sowohl unbeaufsichtigtes Lernen als auch künstliche Anwendung von Theta-Rhythmen BDNF-Signale an Synapsenerzeugungsstellen auslösten.

"Diese Beziehung hat Auswirkungen auf die Aufrechterhaltung einer guten Gehirngesundheit", sagt Gall, Professor für Anatomie und Neurobiologie.

„Es gibt Hinweise darauf, dass Theta-Rhythmen mit zunehmendem Alter schwächer werden, und unsere Entdeckungen legen nahe, dass dies zu einer Beeinträchtigung des Gedächtnisses führen kann. Andererseits deuten sie darauf hin, dass das Bleiben geistig aktiv im Alter die neuronale BDNF-Signalübertragung konstant halten kann, was das Gedächtnis und den kognitiven Rückgang einschränken kann. “

Die Forscher untersuchen nun, ob lerninduzierte Wachstumssignale mit dem Alter abnehmen und wenn ja, ob dies mit einer neuen Familie experimenteller Medikamente rückgängig gemacht werden kann.

Die Studienergebnisse erscheinen in der frühen Online-Ausgabe der Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften für die Woche vom 1. März.

Quelle: Universität von Kalifornien - Irvine