Aktuelle Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass das etablierte Erklärungsmodell, wie das menschliche Langzeitgedächtnis funktioniert, möglicherweise so nicht stimmt. Deutsche Wissenschafter haben bei ihren Untersuchungen erstmals die Funktion einzelner Nervenzellverbindungen im Gehirn über sieben Tage hinweg beobachtet. Die Studie liefert dabei außergewöhnliche Einblicke in die Speichermechanismen des Gehirns.

Für langfristige Erinnerungen sind die Hippocampi in den Temporallappen der beiden Großhirnhälften von zentraler Bedeutung. Personen, die Schäden in diesen Gehirnarealen aufweisen, vergessen umgehend Situationen, die sie gerade erlebt haben. "Bisher nahmen wir an, dass die Informationsspeicherung im Hippocampus von der Stärke der dortigen Nervenzellverbindungen, den Synapsen, abhängig ist", sagt Thomas Oertner vom Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH).

Gängige Lehrmeinung in Frage gestellt

Synapsen sind die Strukturen, mit denen eine Nervenzelle in Kontakt zu einer anderen Zelle, etwa einer Sinnes-, Muskel-, Drüsen- oder Nervenzelle steht. Sie dienen der Übertragung von Informationen und spielen eine wichtige Rolle bei deren Speicherung. Für ein funktionierendes Langzeitgedächtnis, so die gängige Lehrmeinung, müssen die Zellverbindungen stark sein und unbegrenzt stabil bleiben. Dieser Prozess wird als "long-term plasticity" bezeichnet und ist seit mehreren Jahren ein zentrales Thema der neurobiologischen Forschung.

Das Team um Thomas Oertner ist nun jedoch zu anderen Ergebnissen gekommen. Mit experimentellen Tricks beeinflussten sie synaptische Verbindungen so, dass diese Informations-Autobahnen quasi in Tempo 30-Zonen umgewandelt wurden. "Wir haben die Stärke der Synapsen drastisch reduziert und die Zellverbindungen dann weiter beobachtet", erläutert Oertner. Das Ergebnis nach sieben Tagen war verblüffend. "50 Prozent der manipulierten Synapsen lösten sich auf, die anderen 50 Prozent kehrten in den Ausgangszustand zurück", sagt Simon Wiegert aus dem ZMNH, Erstautor der jetzt veröffentlichten Studie. "Eine stabile Langzeitveränderung der Synapsen gibt es offenbar nicht. Demnach muss das Langzeitgedächtnis auch anders als bislang angenommen funktionieren."

"Analoge" und "digitale" Speicherung im Gehirn

Die Studie legt den Wissenschaftern zufolge den Schluss nahe, dass das Gehirn ähnliche Strategien wie ein digitaler Computer verwendet, um Informationen über lange Zeiträume zu speichern. Dabei speichert der Hippocampus zunächst Information in "analoger" Form, indem die Stärke der Synapsen verändert wird. Doch dieser Zustand ist instabil. Nach wenigen Tagen wird diese analoge Speicherung durch eine "digitale" Form der Speicherung ersetzt – einige Synapsen fallen aus, andere kehren in den Ausgangszustand zurück. "Digitale Speicherung ist wesentlich weniger anfällig für langsamen Zerfall. Das könnte erklären, wieso wir uns an Schlüsselerlebnisse aus Kindheit und Jugend bis ins hohe Altern erinnern", so Wiegert. (red, derstandard.at, 05.11.2013)