Forscher haben bisher unbekannte Mechanismen der Neuroplastizität entdeckt, die neue Wege für die Untersuchung von Hirnerkrankungen und Alterung eröffnen.
Was beim Lernen im Gehirn passiert, ist, dass Neuronen zunächst beginnen, elektrische Signale auf neuen Wegen zu übertragen, und dies führt dann im Laufe der Zeit zu Veränderungen in der physikalischen Struktur von Zellen und ihren Verbindungen. Schon lange versuchen Wissenschaftler zu verstehen, was zwischen diesen beiden Stadien passiert – wie die elektrische Aktivität in Neuronen letztlich zu dauerhaften Veränderungen führt.
Um diese Prozesse zu untersuchen, haben Wissenschaftler des Scripps Institute ein neues Werkzeug zur Überwachung der Plastizität entwickelt – die Visualisierung der Prozesse, die während des Trainings im Gehirn ablaufen. Die Technologie misst die Menge an Proteinen, die von bestimmten Arten von Gehirnzellen produziert werden, wodurch Sie sich ein Bild von der Funktionsweise machen und verstehen können, warum die Neuroplastizität mit dem Alter abnimmt.
Aus früheren Studien ist bekannt, dass die Gehirnaktivität in einem frühen Stadium der Plastizität Veränderungen in der Genexpression in Neuronen verursacht. Das Team hat nun den nächsten Schritt erforscht, die Umwandlung des genetischen Codes in Proteine. In Experimenten an Mausmodellen fanden die Wissenschaftler etwa 300 verschiedene Proteine, die sich mit zunehmender neuronaler Aktivität veränderten. Gleichzeitig nahmen zwei Drittel von ihnen während eines Ausbruchs von Gehirnaktivität zu, während der Rest im Gegenteil abnahm.
Weitere Beobachtungen zeigten, dass einige Proteine mit der Struktur und Form von Neuronen in Zusammenhang stehen, andere mit der Verpackung von DNA in Zellen. „Das bedeutet, dass Veränderungen in der Gehirnaktivität über viele Tage hinweg zu Wellen der Genexpression führen können“, kommentierte Autor Hollis Kline.
Die Wissenschaftler planen nun, weitere potenzielle Neuroplastizitätsproteine zu identifizieren. Gemeinsam werden sie dazu beitragen, die Natur von Gehirnerkrankungen zu überdenken und Strategien zu entwickeln, um den Rückgang der Neuroplastizität während des Alterns zu verhindern.
Es ist merkwürdig, dass Wissenschaftler kürzlich eine Hypothese über das Potenzial des menschlichen Gehirns für Quantencomputer vorgestellt haben. Sie argumentiert, dass Quantenprozesse Teil kognitiver Funktionen sind.
2022-10-26 14:54:46
Autor: Vitalii Babkin