0,00 €
Zum Warenkorb
  • Quintessence Publishing Deutschland
Filter
1788 Views

Benachbarte Synapsen beeinflussen sich gegenseitig und sind wichtig fürs Lernen und Erinnern

Ein mathematisches Modell zeigt, wie Wechselwirkungen zwischen benachbarten Kontaktstellen von Nervenzellen das Lernen beeinflussen.

(c) Biozentrum, Universität Basel

Forscher am Biozentrum der Universität Basel und aus Österreich haben ein neues Modell entwickelt, das einen ganzheitlichen Blick darauf wirft, wie unser Gehirn lernt und bleibende Erinnerungen schafft. Die Studie beleuchtet, wie sich benachbarte Kontaktstellen von Nervenzellen gegenseitig beeinflussen. Dies ist für die Anpassungsfähigkeit des Gehirns an neue Erfahrungen entscheidend.

Im Jahr 1949 beschrieb der kanadische Psychologe Donald O. Hebb, dass die Verbindungen zwischen Nervenzellen im Gehirn stärker werden, wenn die Zellen zur gleichen Zeit aktiv sind. Die verstärkten Verbindungen (Synapsen) wiederum erleichtern die Signalübertragung. Lernen und Erinnern beruhen auf ebenjener Fähigkeit des Gehirns, die Verbindungen zwischen den Nervenzellen je nach Nutzung anzupassen.

Gegenseitigen Abhängigkeit der Synapsen

„Lange Zeit ging man davon aus, dass sich vor allem nur die Nervenverbindungen anpassen, die in direktem Kontakt miteinander sind“, erklärt Dr. Everton Agnes vom Biozentrum, Universität Basel. „Interessanterweise beeinflussen Synapsen, die sich verändern, auch die Synapsen in ihrer Nachbarschaft.“ Dieses Zusammenspiel lässt sich aufgrund seiner Komplexität nur schwer experimentell untersuchen. Gemeinsam mit Prof. Dr. Tim Vogels vom Institute of Science and Technology Austria hat Agnes ein theoretisches Modell entwickelt, um dieser gegenseitigen Abhängigkeit auf den Grund zu gehen. Die Arbeit erschien nun in Nature Neuroscience.

Synaptische Plastizität: Die Lernmethode unseres Gehirns

Jeder kennt es vom Sprachen lernen: Wenn wir uns neue Vokabeln immer wieder anschauen, können wir sie uns besser merken. Das liegt daran, dass die Nervenzellen, die diese Informationen verarbeiten, sich mit der Zeit stärker verdrahten. Die Anpassung an die Nutzung, sei es eine Stärkung oder Schwächung der Verbindungen zwischen Neuronen, nennt man synaptische Plastizität. Indem sich die Nervenzell-Netzwerke ständig verändern, können neue Informationen gespeichert und unwichtige wieder gelöscht werden. Dies ist die Grundlage allen Lernens.

Benachbarte Synapsen beeinflussen sich gegenseitig

Die Neuronen kommunizieren über anregende und hemmende Synapsen miteinander. So leiten erregende Synapsen ein Signal weiter, hemmendende dagegen blockieren die Signalübertragung. „Die beiden Synapsen-Typen agieren jedoch nicht unabhängig voneinander, vielmehr beeinflussen sich benachbarte Synapsen gegenseitig und passen die Stärke und Stabilität ihrer Verbindungen an“, sagt Agnes. „Mit unserem Modell konnten wir beispielsweise zeigen, dass Interaktionen zwischen benachbarten erregenden Synapsen bestimmen, wie stark die Verbindung ist. Dies steuert, wie Erinnerungen abgespeichert werden.“

Außerdem sorgen die hemmenden Synapsen dafür, dass die Veränderungen der erregenden Synapsen über die Zeit stabil bleiben. Dadurch können wir neue Informationen schnell verarbeiten und bereits aus Erfahrungen, die wir zum ersten Mal machen, lernen.

Ganzheitlicher Blick auf Dynamik neuronaler Netzwerke

Die Feinabstimmung zwischen benachbarten Synapsen ist sowohl für schnelles Lernen wichtig als auch für die Schaffung bleibender Erinnerungen. „Wir haben in unserem Modell eine Vielzahl von Regeln in Bezug auf den gegenseitigen Einfluss der Synapsen berücksichtigt“, betont Agnes. „Damit erhalten wir eine ganzheitliche Sicht auf die Mechanismen, die der Gehirn-Plastizität zugrunde liegen. Die Studie verdeutlicht den Einfluss nachbarschaftlicher Beziehungen und gibt neue Einblicke in die Dynamik und Optimierung von neuronalen Netzwerken im Gehirn.

Originalpublikation

Everton J. Agnes and Tim P. Vogels. Co-dependent excitatory and inhibitory plasticity accounts for quick, stable and long-lasting memories in biological networks. Nature Neuroscience (2024), doi: 10.1038/s41593-024-01597-4

Reference: Bunte Welt

AdBlocker active! Please take a moment ...

Our systems reports that you are using an active AdBlocker software, which blocks all page content to be loaded.

Fair is fair: Our industry partners provide a major input to the development of this news site with their advertisements. You will find a clear number of these ads at the homepage and on the single article pages.

Please put www.quintessence-publishing.com on your „adblocker whitelist“ or deactivate your ad blocker software. Thanks.

More news

  
Zwei schwarze Unterschenkelprothesen in weißen Turnschuhen stehen aufrecht, bis zum Knie zu sehen.
28. Jul 2025

Schwer verletzten Menschen wieder Lebensqualität geben

Prof. Dr. Dr. Rolf Ewers und Bicon Implants unterstützen Superhumans Center Ukraine
Ein Vergleich zweier Fotos von Candida albicans zeigt, dass in Gegenwart von menschlichem Albumin (rechts) ein dichterer Biofilm gebildet wird als in dessen Abwesenheit (links). Auf den Fotos wurden die Hefezellen in einem goldenen Farbton eingefärbt.
25. Jul 2025

Candidas versteckte Waffe

Studie: Albumin kann normalerweise harmlose Pilzstämme von Candida albicans in gefährliche Krankheitserreger verwandeln
Zahnpflege to go: klein, smart & urlaubstauglich
25. Jul 2025

Zahnpflege to go: klein, smart & urlaubstauglich

Online-Gewinnspiel von Ajona: Originelle Reisefotos mit der kleinen roten Tube gesucht
Was Dinozähne über das Leben vor 150 Millionen Jahren verraten
23. Jul 2025

Was Dinozähne über das Leben vor 150 Millionen Jahren verraten

Hinweise auf Migration, Umweltbedingungen und Nischenverteilung in Ökosystemen vor 150 Millionen Jahren
Empfehlungen zur Förderung akademischer Ausgründungen
22. Jul 2025

Empfehlungen zur Förderung akademischer Ausgründungen

Innovative biomedizinische Produkte und Technologien sollen möglichst zügig in die Anwendung gelangen
Wie gängige Medikamente Krankheitserregern den Weg ebnen
22. Jul 2025

Wie gängige Medikamente Krankheitserregern den Weg ebnen

Viele Nicht-Antibiotika schwächen die natürliche Schutzfunktion des Darms – krankmachende Bakterien können leichter ansiedeln
Ausbildung in diesem Jahr der beliebteste Bildungsweg nach der Schule
18. Jul 2025

Ausbildung in diesem Jahr der beliebteste Bildungsweg nach der Schule

Jugendliche haben häufig Vorurteile über das Gehalt – Schulen setzen vermehrt auf „Ausbildungsbotschafter“
Neue Stipendien-Infoseite hilft bei der Bewerbung
17. Jul 2025

Neue Stipendien-Infoseite hilft bei der Bewerbung

Universität des Saarlandes will Hemmschwelle beseitigen – der Weg zum passenden Stipendium