Neuronen im Takt
Schwingungen verbessern Hirnleistung
Gehirnzellen arbeiten in einem bestimmten Rhythmus am besten, haben Forscher bei Experimenten mit Mäusen herausgefunden. Die Erkenntnis könnte helfen, Krankheiten wie Schizophrenie und Autismus besser zu verstehen.
Welche Bedeutung der richtige Rhythmus im Gehirn hat, haben Wissenschaftler erst in den vergangenen Jahren erkannt. Erinnern, Merken, Denken - all das ist erst möglich, wenn die Nervenzellen im Gleichtakt arbeiten. Forscher untersuchen unter anderem die sogenannten Gammawellen, die entstehen, wenn Menschen sich konzentrieren. Dann finden sich im Elektroenzephalogramm (EEG) Schwingungen im Frequenzbereich von 30 bis 80 Hertz.
Forscher der Stanford University in Kalifornien haben nun herausgefunden, dass bei Krankheiten wie Schizophrenie und Autismus die Nervenzellen nicht im richtigen Takt schwingen. Die Informationen würden zwar aufgenommen, aber nicht richtig verarbeitet, schreiben Karl Deisseroth und seine Kollegen
im Fachmagazin "Nature" (Online-Vorabveröffentlichung). In ihren Versuchen mit Mäusen konnten die Wissenschaftler die Gammawellen gezielt einstellen. Dabei veränderte sich die Leistung des Gehirns beim Verarbeiten von Informationen.
Für die Entstehung der Gammawellen ist nach Angaben der Wissenschaftler eine bestimmte Art von Neuronen verantwortlich, die das Protein Parvalbumin erzeugt. Deisseroth und seine Kollegen Team entwickelten dazu eine Technik, mit der sie einzelne Zellen genetisch verändern und mit Licht stimulieren konnten. Regten sie auf diese Weise bei Experimenten mit Mäusen die Parvalbumin-Neuronen an, produzierten diese Gammawellen. Hemmten die Forscher die Zellen hingegen, so unterdrückten diese die Wellen. Bei Autisten weisen die Gammawellen eine andere Intensität auf, während bei Schizophrenie zu wenig Parvalbumin-Neuronen vorhanden sind.
Deisseroth und sein Team konnten auch sehen, dass das Zusammenspiel der Neuronen und Gammawellen einen erheblichen Einfluss auf die Geschwindigkeit des Informationsflusses hat. Die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Arbeit helfen kann, die Mechanismen von Krankheiten wie Schizophrenie und Autismus besser verstehen zu können.