Denkprozess Stopp und Go im Denkprozess

Neben herkömmlichen Nervenzellverbindungen existieren Nervenzellkontakte, die den Informationsfluss gezielt hemmen. Max-Planck-Wissenschaftler konnten nun klären, wie diese Barrieren des Denkprozesses entstehen.

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Martinsried – Das Durchdenken einer neuen Situation kann die zeitweilige Unterdrückung unwichtiger Informationen erfordern. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried haben nun geklärt, wie im Gehirn der Informationsfluss gehemmt werden kann.

Sobald wir etwas Neues sehen oder erleben, wachsen neue Querverbindungen zwischen einzelnen Nervenzellen aus. Trifft ein Fortsatz einer Nervenzelle auf eine Nachbarzelle, die sich zur Verarbeitung einer neuen Information eignet, reift am Ende des Fortsatzes eine Synapse. Neben den flexiblen Fortsatz-Kontakten, die den Datenaustausch fördern, gibt es andere Kontakte, die den Informationsfluss hemmen.

Während sich die informationsfördernden Synapsen an den Enden der auswachsenden Fortsätze befinden, sitzen hemmende Synapsen direkt auf dem Schaft der Dendriten. Solch eine Schaft-Synapse kann entstehen, wenn sich ein Dendrit und das Axon einer anderen Nervenzelle berühren. Bisher nahmen die Wissenschaftler an, dass Nervenzellen auch bei diesen hemmenden Verbindungen erst suchende Fortsätze ausschicken. Diese Annahme wurde nun von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie widerlegt. Bei ihren Beobachtungen entstanden hemmende Synapsen nur dort, wo bereits ein physischer Kontakt zwischen einem Dendriten und dem Axon einer anderen Nervenzelle bestand.

Gezielte Unterbrechung des Denkprozesses

Im Gegensatz zu den beweglichen Fortsätzen können weder die Dendriten noch das Axon einer Nervenzelle ihre Position nach vollendeter Gehirnentwicklung ändern. Somit sind die möglichen Stellen für hemmende Schaft-Synapsen im erwachsenen Gehirn auf bereits vorhandene Überkreuzungen von Dendriten und Axone begrenzt. „Je nach Bedarf können hemmende Synapsen an noch freien Überkreuzungen aufgebaut und auch wieder entfernt werden“, erklärt Corette Wierenga ihre Beobachtungen. Schaft-Synapsen können genauso schnell wie Fortsatz-Synapsen auf- und abgebaut werden. So kann das Gehirn schnell reagieren, wenn es nötig wird, den Informationsfluss von einem bestimmten Dendriten zu hemmen. Als nächstes wollen die Wissenschaftler klären, inwieweit der Auf- und Abbau der hemmenden Synapsen durch die Aktivität des Gehirns beeinflusst wird.

Originalveröffentlichung: Wierenga C. J.: GABAergic synapses are formed without the involvement of dendritic protrusions; Nature Neuroscience, 24. August 2008.

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