Neue Erkenntnisse zur Funktion des Hippocampus

Ein Forscherteam aus Berlin, München und Haifa hat neue Erkenntnisse zur Funktion des Hippocampus, einem für die Gedächtnisbildung wichtigen Gehirnareal vorgelegt. Die Forscher untersuchten dabei zelluläre Mechanismen hochfrequenter Rhythmen, die eine wichtige Rolle bei Gedächtnisprozessen und in veränderter Form möglicherweise auch bei diversen Hirn-Erkrankungen spielen.

In der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Neuron präsentiert das Forscherteam aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Exzellenzclusters NeuroCure der Charité - Universitätsmedizin Berlin, der Bernstein Zentren in Berlin und München sowie der Universität Haifa neue Erkenntnisse zu Mechanismen von Hippocampus-Rhythmen. Im Rahmen der Gedächtnisbildung arbeitet der Hippocampus als eine Art Zwischenspeicher des Gehirns. In Ruhephasen, wie beispielsweise im Schlaf, werden Informationen, die vorher aufgenommen wurden, verfestigt und zur endgültigen Speicherung in andere Hirngebiete weitergeleitet. Diese Funktion des Hippocampus ist an Rhythmen, sogenannte Oszillationen, gekoppelt. Diese Rhythmen sind den vom Arzt mit einem EEG gemessenen Hirnströmen sehr ähnlich. Das Entstehen dieser Rhythmen setzt ein geordnetes Zusammenwirken einer Vielzahl von Nervenzellen voraus. Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass eine Unterdrückung – oder die Verstärkung – von Gehirn-Oszillationen das Lernen verschlechtern oder verbessern kann.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konzentrierten sich nun in ihrer Studie auf die sogenannte Ripple-Oszillation, einem mit 200 Hz sehr schnellen Rhythmus, dessen Mechanismen bisher wenig verstanden sind. Dabei untersuchten sie elektrische Ströme in einzelnen Zellen im Hippocampus, die während der Ripple-Oszillation auftreten. „Unsere Ergebnisse zeigen zum ersten Mal direkt, wie erregende und hemmende Impulse während der Ripples auf einer sehr schnellen Zeitskala zusammenwirken“, berichtet Dr. Nikolaus Maier, Neurowissenschaftler an der Charité. Das Verständnis dieser Mechanismen ist nicht nur im Rahmen der Gedächtnisforschung von Bedeutung, sondern auch deshalb, weil eine Veränderung der synchronen Aktivität fatale Folgen haben kann. „Eine Störung der Rhythmen im Hippocampus kann eine mögliche Ursache von krankhaften Zuständen wie Epilepsien, Schizophrenie oder Gedächtnisstörungen im Rahmen der Alzheimer-Erkrankung sein“, erläutert Prof. Dr. Dietmar Schmitz, Sprecher des Exzellenzclusters NeuroCure. Daher bilden die jetzt veröffentlichten Ergebnisse auch eine Basis zur Erforschung künftiger klinisch-therapeutischer Ansätze.