Stabile Erinnerungen
Es gibt Fragen, die mich als Neurobiologin nie losgelassen haben. Eine davon: Wie kann das Gehirn eigentlich stabile Erinnerungen speichern, obwohl sich seine kleinsten Bausteine ständig verändern? Stichwort: Plastizität.
Synapsen, also die Verbindungen zwischen Nervenzellen, sind alles andere als statisch. Sie werden stärker oder schwächer, entstehen neu oder verschwinden wieder.
Was eine Studie der Universitätsmedizin Mannheim jetzt so besonders macht, ist eine wirklich abgefahrene Methodik, um dies genauer zu untersuchen. Da bedauere ich es manchmal doch, dass ich selbst nicht mehr im Labor stehe.
Die Forschenden haben tatsächlich einzelne Synapsen im lebenden Gehirn über zwei Wochen hinweg verfolgt. Und zwar strukturell und funktionell.
Dafür kombinierten sie Optogenetik mit Zwei-Photonen-Kalzium-Imaging.
Eine definierte Gruppe von Neuronen im Hippocampus (dem Zentrum für da Gedächtnis) wurde gezielt aktiviert, während in den verbundenen Neuronen die Aktivität bis auf die Ebene einzelner Synapsen gemessen wurde. Und das alles in wachen Mäusen.
Allein das ist schon bemerkenswert. Normalerweise sind solche Messungen extrem anfällig für kleinste Bewegungen, weshalb sie idR unter Narkose stattfinden, die aber wiederum die Synapsen massiv beeinflusst.
In dieser neuen Studie wurden die Tiere so trainiert, dass sie während der Messung ruhig bleiben, und ein Closed-Loop-System hielt die Bildgebung stabil genug, um dieselben Strukturen immer wiederzufinden. Man verfolgt also nicht irgendeine durchschnittliche Aktivität, sondern exakt dieselbe einzelne Synapse über Tage hinweg.
Auf diese Weise konnte erstmals direkt im lebenden Gehirn und in einem konkreten System zur Gedächtnisbildung gezeigt werden, was bisher nur eher indirekt aus zusammengesetzten Erkenntnissen angenommen wurde: stärkere Synapsen werden stabilisiert, schwächere verschwinden wieder.
Mindestens genauso interessant finde ich aber ein weiteres Ergebnis.
Obwohl einzelne Synapsen kommen und gehen, bleibt die Aktivität ganzer dendritischer Äste (quasi die Ärmchen von Nervenzellen) erstaunlich stabil. Das Gehirn scheint Informationen also nicht in einzelnen „festen“ Verbindungen zu speichern, sondern verteilt über viele parallele Kontakte, die sich gegenseitig absichern.
Genau diese feine Balance aus Plastizität und Stabilität ist es, die Lernen überhaupt erst möglich macht.
Quelle:
Rais & Wiegert (2026), Nature Communication
https://doi.org/10.1038/s41467-026-71332-z
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