Is féidir le réigiúin inchinn iad féin a athshreangú
Tá sé léirithe ag eolaithe Tübingen don chéad uair go n-atheagraíonn líonraí nerve a scaiptear go forleathan san inchinn iad féin go bunúsach de réir mar is gá.
Bhí eolaithe ó Institiúid Max Planck um Chibearnetics Bitheolaíochta i Tübingen in ann a thaispeáint don chéad uair gur féidir gníomhaíocht réimsí móra na hinchinne a athrú san fhadtéarma trí spreagadh turgnamhach a dhéanamh ar chealla nerve sa hippocampus. Trí íomháú athshondais mhaighnéadaigh fheidhmiúil a chomhcheangal le micreaspreagadh agus leictrifiseolaíocht, bhí siad in ann a rianú conas a athcheanglaíonn daonraí móra cealla nerve i forebrain na bhfrancaigh. Tá an réimse seo den inchinn gníomhach nuair a chuimhnímid ar rud éigin nó nuair a threoraíonn muid féin. Is iad na torthaí an chéad fhianaise thurgnamhach go n-athraíonn codanna móra den inchinn nuair a bhíonn próisis foghlama ar siúl. (Bitheolaíocht Reatha, 10 Márta, 2009)
Die Eigenschaft von Synapsen, Nervenzellen oder ganzen Hirnarealen, sich in Abhängigkeit von ihrer Verwendung zu verändern, nennen Wissenschaftler neuronale Plastizität. Sie ist ein elementarer Mechanismus für Lern- und Gedächtnisprozesse. Schon die Hebbsche Lernregel (1949) erklärt dieses Phänomen in neuronalen Netzwerken mit gemeinsamen Synapsen: Wenn eine Nervenzelle A eine Nervenzelle B dauerhaft und wiederholt erregt, so das Postulat des Psychologen Donald Olding Hebb, wird die Synapse dadurch so verändert, dass die Signalübertragung effizienter wird. Dadurch erhöht sich das Membranpotential im Empfänger-Neuron. Dieser Lernprozess, der wenige Minuten bis zu lebenslang anhalten kann, wurde intensiv im Hippocampus erforscht.
Eine große Anzahl von Studien hat seitdem gezeigt, dass der Hippocampus für das Erinnerungsvermögen und die räumliche Orientierung von Tieren und Menschen wichtig ist. So wie die Hirnrinde, besteht auch der Hippocampus aus Millionen von Nervenzellen, die über Synapsen miteinander verbunden sind. Die Nervenzellen kommunizieren mittels sogenannter "Aktionspotentiale" miteinander: elektrische Impulse die von der Sender- an die Empfängerzelle übermittelt werden. Treten diese Aktionspotentiale häufiger oder schneller oder besser koordiniert auf, so kann es zur Verstärkung der Signalübermittlung zwischen den Zellen, der so genannten Langzeit-Potenzierung (LTP - long-term potentiation)
kommen: Die Übertragung des Signals wird dann dauerhaft verstärkt. Der Mechanismus dieser Verstärkung wird als die Grundlage des Lernens betrachtet.
Obwohl die Effekte der Langzeit-Potenzierung innerhalb des Hippocampus seit längerer Zeit bekannt sind, war bislang unklar, wie synaptische Veränderungen in dieser Struktur die Aktivität ganzer Neuronennetzwerke, also beispielsweise kortikaler Netzwerke, außerhalb des Hippocampus beeinflussen können. Dies haben die Wissenschaftler um Nikos Logothetis, Direktor am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, nun erstmals systematisch erforscht. Das besondere an ihrer Untersuchung ist die Kombination verschiedener Methoden: Während der Kernspintomograph Bilder über die Durchblutung im Hirn liefert und daher ein indirektes Maß für die Aktivität großer Nervennetze ist, messen Elektroden im Gehirn direkt die Aktionspotentiale und damit die Stärke der Nervenleitungen. Es zeigte sich, dass nach experimenteller Stimulation die so erzeugte Verstärkung der Reizübertragung erhalten blieb. "Uns ist es gelungen, langfristige Umorganisation in den Nervennetzen aufgrund veränderter Aktivität an den Synapsen nachzuweisen", sagte Dr. Santiago Canals. Die Veränderungen zeigten sich in einer besseren Kommunikation zwischen den Hemisphären und in einer Verstärkung von Verschaltungen im limbischen System und in der Hirnrinde. Während die Hirnrinde unter anderem für Sinneswahrnehmungen und Bewegungen zuständig ist, verarbeitet das limbische System Emotionen und ist für die Entstehung von Triebverhalten mitverantwortlich.
Foilseachán bunaidh
Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle & Nikos K. Logothetis: Functional MRI Evidence for LTP-Induced Neural Network Reorganization. Current Biology (2009), doi:10.1016/j.cub.2009.01.037
Quelle: Tübingen [ mpg ]
