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Stellen Sie sich eine Symphonie vor, in der der Dirigent still entscheidet, welche Instrumente eine Melodie Jahre nach der Partitur spielen sollen. Ersetzen Sie Musiker durch Neuronen und den Taktstock durch ein Protein namens Tau. Ein von der Flinders University geleitetes Team hat herausgefunden, dass Tau mehr tut, als nur in Alzheimerschen Verfilzungen aufzutauchen; es hilft dabei, die Neuronen auszuwählen und zu stabilisieren, die eine Erinnerung lebendig halten.
Die im Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie, durchgeführt mit Kollegen der University of New South Wales und der Macquarie University, untersucht sogenannte „ferne“ Erinnerungen bei Mäusen, also das Wiederaufkommen von Erinnerungen Tage oder Wochen nach einem Ereignis. Kurzzeitabruf? Unversehrt. Neues Lernen? Häufig noch möglich. Das Problem tritt später auf, wenn Erinnerungen Bestand haben sollen.
Assoziierter Professor Arne Ittner und Erstautorin Renée Kosonen führten diese Beständigkeit auf eine kleine Untergruppe von Gehirnzellen zurück, die als Engrammzellen bezeichnet werden: die physische Spur einer Erinnerung. Nur wenige Zellen werden ausgewählt, um eine bestimmte Erfahrung zu speichern. Tau wirkt während dieser Rekrutierung, beseitigt Störgeräusche und hilft dem Gehirn, einen klaren, spezifischen Zellverband auszuwählen, der die Erinnerung repräsentiert. Ohne Taus subtile Führung können Erinnerungen zwar entstehen, ihnen fehlt aber die Stärke, mit der Zeit zu bestehen.
Tau selbst wird beim Lernen durch eine chemische Modifikation namens Phosphorylierung verändert. Diese Modifikation scheint in niedrigen und kontrollierten Mengen wie ein zeitlich abgestimmtes Signal zu wirken, nicht wie ein Defekt. Sie koordiniert, welche Engrammzellen gleichzeitig aktiv werden und welche still bleiben, wodurch die Erinnerungsspur geschärft wird. Paradoxerweise ist derselbe molekulare Prozess, wenn er außer Kontrolle gerät, ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit.
Tau ist nicht nur ein Übeltäter bei Krankheiten, sondern ein Dirigent des Gedächtnisses.
Was passiert, wenn Tau abnormal ist? Das Team brachte krankheitsassoziierte Formen von Tau in Engrammzellen ein und beobachtete zwei unterschiedliche Ausfälle. War abnormes Tau während des Lernens vorhanden, schwächte sich die Bildung neuer Erinnerungen ab. Kam die Tau-Pathologie später hinzu, löschte sie die Spur nicht unbedingt, sondern kappte die Verbindungen, die natürliche Hinweise nutzen, um diese Erinnerungen hervorzurufen. In beiden Fällen wurden Aktivitätsmuster im Gehirn lauter und unordentlicher, was die Organisation und den Abruf von Erinnerungen störte.
Es gibt eine interessante Wendung. Selbst wenn Tau fehlte, konnten die Erinnerungsspuren weiterhin durch direkte Stimulation der Engrammzellen abgerufen werden. Anders gesagt: Die Erinnerung kann irgendwo im Schaltkreis gespeichert bleiben, doch Tau scheint notwendig, um gewöhnliche Sinnesreize wieder mit diesen gespeicherten Informationen zu verknüpfen. Stellen Sie sich Tau als Bibliothekar vor, der weiß, welche Karteikarten zu welchen Regalen gehören; ohne den Bibliothekar existieren die Bücher zwar, aber sie zu finden wird schwierig.
Vorbehalte sind wichtig. Diese Experimente wurden an Mäusen durchgeführt, und die Komplexität des menschlichen Gehirns ist größer. Dennoch rückt die Studie Tau von einem eindimensionalen Übeltäter zu einem zweischneidigen Akteur: unverzichtbar für die gesunde Organisation von Gedächtnisinhalten, aber zerstörerisch in seinen krankhaften Formen. Diese Nuance eröffnet ein strategisches Fenster. Wenn Wissenschaftler lernen können, Taus ordnende Rolle zu bewahren oder nachzuahmen und gleichzeitig seine schädliche Aggregation zu verhindern, könnten neue Behandlungen eines Tages das Gedächtnis von Menschen mit Demenz stärken.
Fragen bleiben. Können wir die Phosphorylierung anvisieren, die dem Gedächtnis hilft, ohne diejenige auszulösen, die ihm schadet? Können Therapien die Verbindung zwischen Hinweisen und Engrammzellen wiederherstellen, ohne die Spur selbst zu löschen? Die Antworten werden weit über die Labormaus hinaus von Bedeutung sein, für jeden, der jemals beobachtet hat, wie ein geliebter Mensch kämpft, an Bekanntem festzuhalten.
Quelle: scitechdaily
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