Forscher dem Vergessen
auf der Spur
Max-Planck-Wissenschaftler beschreiben neuronale
Plastizität
Zwei Forschungsteams des Max-Planck-Instituts für
Neurobiologie sind dem Vergessen auf die Spur gekommen. Sie haben
festgestellt, dass morphologische Veränderungen von Nervenzellen und
dabei vor allem die Ausbildung dornenartiger Strukturen
offensichtlich mit funktionalen Änderungen in der neuronalen
Plastizität einhergehen. Den Forschern ist es nun gelungen, die
Bedingungen zu identifizieren, unter denen Nervenzellen diese
zusätzlichen Dornen wieder zurückbilden. Dieser Prozess könnte eine
Grundlage für das Löschen bestimmter Gedächtnisinhalte, also das
Vergessen sein, berichtet die Max-Planck-Gesellschaft
http://www.mpg.de
.
Ein zweites Forscherteam um Tobias Bonhoeffer konnte in einer Studie
zeigen, wie die Eingänge von Nervenzellen sich gegenseitig
beeinflussen und miteinander um die Weiterleitung von Information
konkurrieren. Die Grundlage für das Lern- und Erinnerungsvermögen
des Gehirns ist die flexible Vernetzung der über 100 Mrd.
Nervenzellen. Den Forschern ist schon lange klar, dass die
Verschaltung der Nervenzellen untereinander nicht statisch ist,
sondern an eine sich ständig ändernde Umwelt angepasst wird. Über
zehn bis 100.000 Dornen, spezifische mikroskopische Auswüchse auf
ihren Eingangsstrukturen, steht jede Nervenzelle mit anderen
Nervenzellen in Kontakt. Die Kontaktstellen, die auch Synapsen
genannt werden, können auf- und abgebaut sowie in ihrer Intensität
verstärkt oder abgeschwächt werden. Diese Anpassungsfähigkeit des
zentralen Nervensystems wird Plastizität genannt.
Bonhoeffer hatte bereits vor einigen Jahren mit seinem Team
entdeckt, dass Nervenzellen nach intensiver elektrischer Reizung,
die im Experiment eine erhöhte Aktivität der Zellen simuliert, ihre
Gestalt verändern und dabei dornenartige Strukturen bilden. Die
Forscher nehmen an, dass diese Dornen als Prozessoren am Aufbau
weiterer Synapsen zu den benachbarten Nervenzellen beteiligt sind.
Bei hoher Reizfrequenz werden an den beteiligten Synapsen auf der
Senderseite verstärkt Botenstoffe ausgeschüttet und auf
Empfängerseite verstärkt die entsprechenden Rezeptoren eingebaut.
Dadurch wird eine bessere Informationsübertragung möglich. Für den
entgegengesetzten Effekt, die Verkleinerung oder das völlige
Verschwinden der Dornen, fehlte bisher jeder Nachweis. Nun konnte
das Forschungsteam die Rückbildung der Dornen im Zuge einer
Stimulation mit niedriger Reizfrequenz beobachten.
In einer zweiten Studie, die mit Richard Morris vom Centre for
Neuroscience der Universität Edinburgh durchgeführt wurde, konnten
die Experten zeigen, dass Synapsen, die durch intensive Reizung
verstärkt wurden, miteinander in einen Wettstreit um Botenstoffe
treten.
|
Immunsystem und
Narkolepsie hängen zusammen
Fehlfunktion des Immunsystems spielt wichtige
Rolle
Wissenschafter des Flinders Medical Centre
http://www.flinders.sa.gov.au haben nachgewiesen, dass eine
Fehlfunktion des Immunsystems bei Narkolepsie fallweise eine Rolle
spielen kann. Menschen mit Narkolepsie schlafen überall ohne
Vorwarnung einfach ein. Ein Zusammenhang mit Hormonen und der
Aktivität des Nervensystems wurde bereits hergestellt. Tests zeigten
jetzt, dass Antikörper von Narkoleptikern die Krankheit bei Mäusen
auslösten. Die Ergebnisse der Studie wurden in The Lancet
http://www.thelancet.com veröffentlicht.
Die Forscher verursachten narkolepsieähnliche Symptome in den
Muskeln von Mäusen, indem sie den Tieren Antikörper aus dem Blut von
neun Patienten injizierten. Mäuse, denen Antikörper von neun
gesunden Personen verabreicht wurden, wiesen in der Folge keine
vergleichbaren Symptome auf. Das Immunsystem produziert Antikörper,
um Infektionen und andere Eindringlinge abzuwehren. Die Ergebnisse
der Studie legen nahe, dass bei manchen Patienten das Immunsystem
Antikörper produziert, die Schäden am Gewebe des Gehirns verursachen
und Narkolepsiesymptome auslösen. Der leitende Wissenschafter Tom
Gordon erklärte laut BBC, dass jetzt direkte Beweise für die
Autoimmunhypothese bei Narkolepsie vorlägen. Die Identifizierung des
Ziels des Antikörpers und seiner Langzeitwirkungen könnte neue Wege
für die Diagnose und Behandlung dieser Krankheit eröffnen. |
| NeuroCheck - Gehirn auf
dem Prüfstand
Schlüssel verlegt? Termin übersehen? Name vergessen?
Die Gehirn-Leistung verändert sich mit den Jahren, aber muss das gleich
so aussehen? "Da macht sich manch Einer Sorgen, doch von Demenz sind die
meisten weit entfernt", weiß Dr. Dietrich Baumgart vom Essener
Vorsorge-Institut Preventicum. "Fakt ist aber: Viele Führungskräfte und
engagierte Geschäftsleute pflegen einen Lebensstil, der sich nicht immer
förderlich auf die Gehirnleistung auswirkt. Doch gerade sie sind auf
einen klaren Kopf angewiesen."
Wie es um die Grauen Zellen bestellt ist, und was das eigene Gehirn
aufbaut, das können Interessierte jetzt beim Preventicum-Institut
erfahren und überprüfen lassen. Die Essener haben den NeuroCheck in ihr
Vorsorge-Programm aufgenommen, weil viele Präventions-Patienten genau
hier ihr Interesse immer wieder geäußert haben.
Neben neurologischen Tests wird beim NeuroCheck das komplette Organ mit
dem Magnet-Resonanz-Tomographen gescannt und auf minimale
Beeinträchtigungen durchleuchtet. Diese entstehen u.a. durch Stress und
erhöhten Blutdruck, Alkohol und Zigaretten. "Das Gehirn hat viele
Gegenspieler, die sich beeinträchtigend auf die Denkfähigkeit
auswirken," so der begleitende Radiologe Dr. Thomas Egelhof. "Wir können
an den Bildern ganz genau herausarbeiten, welche Belastungen vorliegen
und bereits kleinste Veränderungen frühzeitig erkennen. So können wir
gemeinsam mit den Untersuchten konstruktive, gehirnfördernde Strategien
für den Alltag entwickeln."
Zudem werden beim NeuroCheck einzelne Hirnfunktionen unter die Lupe
genommen. Dazu hat Dr. Hans Wilhelm, Neuropsychologe am
Universitätsklinikum Essen vielschichtige Tests in langjährigen Studien
erforscht und zusammengestellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden
fokussiert er das Zentrale Nervensystem: "Wer seine kognitive
Leistungsfähigkeit wirklich kennen lernen möchte, der erhält bei uns
einen präzisen Überblick. NeuroCheck ist eine Kombination aus
Gehirnleistung und morphologischen Veränderungen im Kopf. Diese
Veränderungen sind mit dem Älterwerden völlig normal. Sie bewirken aber,
dass die Leistungsfähigkeit sich verlagert und dabei neue Stärken oder
Schwächen entstehen." Dr. Wilhelm untersucht seine Patienten u.a. auf
Fähigkeiten im Bereich Wahrnehmung und Aufmerksamkeit, Lernen und
Gedächtnis. Hinzukommen räumliche Konstruktion und
Entscheidungsfähigkeit. "Dabei entdecke ich bei fast allen Untersuchten
ganz spezielle Fähigkeiten und Stärken, die so noch nicht bei Ihnen
festgestellt wurden."
Albrecht K., 42, Direktor bei einem internationalen Pharmakonzern hat
den NeuroCheck gemacht: "Ich war immer wieder besorgt um meine
Gedächtnisleistung, da ich im Berufsstress manchmal vergesslich bin.
Natürlich war ich sehr erleichtert, als ich erfahren habe, dass bei mir
keinerlei Einschränkungen und erst recht keine Anzeichen für Alzheimer
vorliegen. Auch weiß ich jetzt, wie ich für die Zukunft meine Grauen
Zellen schützen und auf Trab halten kann."
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Erfolgreiche Behandlung
von Gehirnvirus mit Neuroleptika
Serotonin-Rezeptor-Hemmer verhindern tödliche
Infektion
Ein Medikament, das zur Behandlung von Schizophrenie
eingesetzt wird, kann Gehirnzellen vor einem Virus schützen, das eine
fatale Nervensystemerkrankung verursacht. Bei der Krankheit handelt es
sich um progressive multifokale Leukoenzephalopathie (PML). Sie betrifft
Menschen mit einem geschwächten Immunsystem, wie Aids-Patienten oder
Patienten mit einer Organtransplantation. Eine Studie der Brown
Universität http://www.brown.edu/
in Kooperation mit der Case Western Reserve
Universität http://www.cwru.edu/
ist zu dem Schluss gekommen, dass das
Neuroleptikum Clozapine höchst wirkungsvoll ohne jegliche Nebenwirkungen
eine Infektion vermeidet. Das berichtet die BBC
http://news.bbc.co.uk
.
PML wird durch ein Virus ausgelöst, das die Gliozyten zerstört, die die
fettige Schutzhülle produzieren, die die Nervenzellen umgibt. Die
meisten Menschen tragen das Virus in sich. Aber ein gesundes Immunsystem
unterdrückt den Ausbruch der Krankheit. Die Symptome von PML sind
Demenz, Verlust der Sehkraft, Beeinträchtigungen von Bewegung und
Sprache, Lähmung und Koma. Die Krankheit verläuft immer tödlich. Die
Wissenschaftler fanden heraus, dass sich das Virus an einen Rezeptor an
der Oberfläche der Gliozyten anhängt. Der Rezeptor ermöglicht dem Virus,
in die Zellen einzudringen. Normalerweise verbindet es sich mit
Serotonin, einer vom Gehirn produzierten Chemikalie, die eine wichtige
Rolle bei Depression und Angst spielt. So wollten die Forscher
ermitteln, ob Serotonin-Rezeptor-Hemmer wirkungsvoll sind.
Die Forscherteams konzentrierten sich auf ein spezielles Protein
innerhalb der Zellen, das Clathrin, das daran beteiligt ist, Substanzen
in die Zellen zu befördern. Dann untersuchten sie verschiedene
Medikamente, um herauszufinden, welches die Tätigkeit des Proteins
wirkungsvoll blockiert. Chloprozamine, ein Medikament, das psychotische
Symptome wie Halluzinationen und Wahnvorstellungen kontrolliert, erwies
sich als effektiv. Aber es kann ernstzunehmende Nebenwirkungen
verursachen wie niedrigen Blutdruck, Gliederversteifungen und Zittern.
Deshalb testeten die Wissenschaftler weitere Präparate. Drei weitere,
allen voran das Antipsychotikum Clozapine, verhinderten eine Infektion
in menschlichen Gliazellen ohne Nebenwirkungen. Walter Atwoold von der
Brown Universität bezeichnet dieses Ergebnis als vielversprechend. Die
Generika könnten vielen Menschen helfen. |
Hoffnung für Huntington-Patienten
Mäusestammzellen bauen Gehirnzellen wieder auf
Die britische Firma ReNeuron
http://www.reneuron.com hat erste Erfolge in der Entwicklung einer
Behandlungsmethode für Chorea Huntington Patienten erzielt. Transplantate von
Mäusestammzellen in das menschliche Gehirn könnten den Koordinationsverlust und
die mit der Krankheit assoziierte Hirnleistungsschwäche reduzieren. Die Firma
hofft auf erste klinische Versuche in den USA Anfang 2003, berichtet "New
Scientist" http://www.newscientist.com
Chorea Huntington wird durch einen genetischen Erbdefekt ausgelöst. Die
Krankheit führt zur Zerstörung von Gehirnzellen im Striatum. ReNeuron hat in
ersten Versuchen Mäusestammzellen in Affen transplantiert. Die Zellen übernahmen
dort Aufgaben der Gehirnzellen und bauten Funktionen wieder auf. ReNeuron
versucht zusätzlich eine Reihe von menschlichen Stammzellen für die Verwendung
in diesen Transplantationsexperimenten herzustellen. Die Zellen sind aber noch
instabil. Mit den Versuchen Mäusestammzellen in Menschen zu transplantieren
könnte hingegen schon im Herbst 2002 begonnen werden. Ausständig ist noch die
Antragsbewilligung durch die US Food and Drug Administration (FDA). ReNeuron
plant die Versuchsreihe in den USA durchzuführen, da dort die Gesetze für
Xenotransplantation - Transplantation von Zellen einer Spezies in eine andere –
weniger streng als in Großbritannien sind. Bedenken liegen darin, dass Viren von
der Mäusezelle auf den Menschen übertragen werden könnten. Der wissenschaftliche
Leiter von ReNeuron, John Sinden, meinte: "Die möglichen Erfolge zählen mehr als
die Risiken. Für jemanden, der an einer sehr schweren Krankheit leidet, die
keine Chance auf Besserung zulässt ist es einen Versuch wert. Vor allem wenn man
weiß, dass es funktioniert."
Eine zweite Forschungsgruppe in Paris arbeitet daran, fötale Stammzellen zu
transplantieren. Die Schwierigkeit ist, dass für Forschungszwecke nur wenige
embryonale Stammzellen zur Verfügung stehen. Eine Sprecherin der britischen
Huntington´s Disease Association http://www.hda.org.uk sagte: " Offensichtlich sind wir noch in einem sehr
frühen Stadium. Solange noch keine beweiskräftigen Resultate erzielt werden,
können wir den Versuchen noch nicht positiv entgegensehen."
Selbstheilung geschädigter Hirnteile nachgewiesen
Vorläuferzellen wandeln sich bei Ratten zu Neuronen um –
Klinische Tests am Menschen erst in Jahren
Forscher der University of Michigan
http://www.med.umich.edu
haben bei Ratten nachgewiesen, dass nach einem Schlaganfall Vorläufer von
Nervenzellen in das geschädigte Hirngewebe einwandern und sich dort in Neuronen
umwandeln. Bisher gingen Wissenschafter davon aus, dass eine Regeneration von
Nervengewebe im voll entwickelten Gehirn unmöglich ist. Die Ergebnisse
präsentierte der Neurologe Jack Parent auf der Jahrestagung der American
Association for the Advancement of Science
http://www.aaas.org/meetings
.
"Die Ergebnisse zeigen, dass eine Hirnverletzung eindeutig die Vermehrung von
Neuroblasten auslöst", erklärte Parent. Unter Neuroblasten versteht man
teilungsfähige Vorläuferzellen, die aus Stammzellen entstehen und sich in
Neuronen umwandeln können. Im Rattenversuch konnte Parent mit einer speziellen
Markierungstechnik, die schnell teilende Zellen erkennt, nachweisen, dass
experimentell erzeugte Hirnschädigungen Neuroblasten zur Vermehrung anregten.
Diese wanderten in Form langer Zellketten in den verletzten Teil des Gehirns.
Obwohl die meisten wieder abstarben, wandelten sich einige in Nervenzellen um,
die für den entsprechenden Gehirnbereich typisch sind. Neuroblasten wurden
unabhängig, ob es sich um eine Verletzung durch einen Hirnschlag oder einen
längeren epileptischen Anfall handelte, zum Wachstum angeregt. Es muss laut
Parent ein gemeinsames Signal geben, dass die Zellen aktiviert. "Ob es sich
dabei um einen Wachstumsfaktor oder einen Botenstoff im Gehirn handelt ist noch
unklar", so der Neurologe und Epilepsie-Forscher.
Ein besseres Verständnis über die Stimulierung dieses Selbstheilungsprozesses
könnte zu neuen Therapien bei Hirnverletzungen führen, die z.B. durch einen
Schlaganfall oder neurodegenerative Erkrankungen ausgelöst werden. Parent räumt
aber ein, dass eine vollständige Regeneration von Nervengewebe nicht möglich
ist. "Kann auch nur die Hälfte des Hirnschadens repariert werden, könnte dies
die Lebensqualität eines Schlaganfall-Patienten deutlich verbessern". Bevor die
Stimulierung von Neuroblasten beim Menschen beginnen kann seien noch viele Jahre
Forschungsarbeit auf molekularer Ebene und im Tierversuch notwendig. Denn dass
die Einwanderung von Neuroblasten in verletzte Hirnregionen nicht auch zu
Fehlfunktionen der daraus entstehenden Nervenzellen führen kann, ist derzeit
noch nicht auszuschließen.
Genetischer Einfluss auf Gehirnstruktur sichtbar gemacht
Menge der grauen Substanz durch Gene der Eltern bestimmt
Wissenschaftler der University of California
http://www.ucla.edu haben die
ersten Bilder erstellt, die zeigen, wie die Gene eines Menschen seine
Gehirnstruktur und Intelligenz beeinflussen. Die in Nature Neuroscience
http://www.nature.com/neuro
präsentierten Ergebnisse liefern Erkenntnisse darüber, wie Eltern
Charaktereigenschaften und kognitive Fähigkeiten an ihre Kinder vererben.
Zusätzlich liefern die Darstellungen Informationen über innerhalb der Familie
vorkommende Erkrankungen des Gehirns. Das Team um Paul Thompson fand heraus,
dass die Menge grauer Substanz im stirnseitigen Bereich des Gehirns durch die
genetische Veranlagung der Eltern bestimmt wird, die ihrerseits in engem
Zusammenhang mit den kognitiven Fähigkeiten eines Menschen steht. Eine Auswahl
der Bilder findet sich im Internet unter
http://www.loni.ucla.edu/~thompson/MEDIA/NN/IMAGES/
Jene Gehirnregionen, die die Sprech- und Lesefähigkeit kontrollieren, sind
bei eineiigen Zwillingen praktisch identisch. Geschwister weisen nur 60 Prozent
der normalerweise auftretenden Unterschiede zwischen Gehirnen auf. Diese große
strukturelle Ähnlichkeit hilft zu erklären, warum Krankheiten wie Schizophrenie
und einige Formen von Demenz in der Familie liegen können. Die Wissenschaftler
scannten mittels bildgebender Kernspintomographie die Gehirne von 20 eineiigen
Zwillingen und 20 gleichgeschlechtlichen zweeiigen Zwillingen. Mit einem
superschnellen Computer schuf das Team in der Folge farbkodierte Bilder, die
zeigen, welche Bereiche des Gehirns durch die genetische Veranlagung bestimmt
werden und welche in Bezug auf Umweltfaktoren wie Lernen und Stress
anpassungsfähiger sind.
Bei der Erstellung der Landkarte der genetischen Einflüsse auf das Gehirn
wurde das UCLA-Team von Wissenschaftlern des National Public Health Institute of
Finland und der Universitäten Helsinki und Oulu unterstützt. Sie ermittelten
alle zwischen 1940 und 1957 in Finnland geborenen gleichgeschlechtlichen
Zwillinge. Viele der 9.500 Paare hatten bereits Gehirnscans und kognitive Tests
absolviert. Die genetische Ähnlichkeit wurden durch die Analyse von 78
verschiedenen genetischen Markern bestätigt. Diese DNA-Teile stimmen bei
eineiigen Zwillingen vollständig überein, bei zweieiigen zur Hälfte. Neue
Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass viele kognitive Fähigkeiten
überraschend erblich bedingt sind. So wurden starke genetische Einflüsse auf die
verbalen und räumlichen Fähigkeiten, Reaktionszeiten und sogar auf
Persönlichkeitseigenschaften wie die Reaktion auf Stress festgestellt. Details:
Eurekalert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2001-11/uoc--utm110201.php
Hirnchemie macht Männer aggressiv
Nervenbotenstoff Serotonin für Angriffslust von männlichen
Ratten verantwortlich
Die Aggressivität der Männer soll eine biologische Ursache haben.
Tierversuche legen zumindest nahe, dass Unterschiede in der Hirnchemie Männer
aggressiver machen als Frauen. Dies berichteten US-Forscher auf dem Kongress
"Genom und Hormone: Ein integrativer Ansatz zu Geschlechtsunterschieden in der
Physiologie"
http://www.the-aps.org/publications/journals/tphys/pitts_prog_abs.html der
Amerikanischen Physiologischen Gesellschaft (APS) in Pittsburgh.
Die Biologen um Jonathan Toot von der Universität Akron
http://www.uakron.edu
untersuchten die Hirnchemie von aggressiven Ratten. Sie setzten dazu in
Rattengruppen fremde Tiere. Diese wurden in der Regel ausschließlich von
Männchen angegriffen. Die Forscher fanden, dass die Männchen um so
angriffslustiger waren je weniger sie vom Nervenbotenstoff Serotonin im Gehirn
hatten. Ein Mangel an Serotonin steigere offenbar das aggressive Verhalten,
erklärten die Biologen. Dazu passe auch, dass Weibchen in der Regel mehr
Serotonin im Gehirn haben als Männchen.
Schuld am tiefen Serotonin-Wert ist den Forschern zufolge das Y-Chromosom.
Das Geschlechtschromosom, das nur bei Männern vorkommt, drossle den Gehalt des
Botenstoffs.
Gehirn-Scans identifizieren gesehene Objekte
Genauigkeit liegt bei 96 Prozent
Wissenschaftler des National Institute of Mental Health (NIMH)
http://www.nimh.nih.gov haben
nachgewiesen, dass durch das Muster der Gehirnaktivität vorausgesagt werden
kann, welches Objekt eine Person gerade sieht. Diese "Landschaften" starker,
mittlerer und schwacher Antworten sind für jede Objektkategorie wie Gesicht,
Haus, Schuh oder Sessel in einer bestimmten Gehirnregion verschieden. Diese
Muster könnten einen Schlüssel für die Entzifferung des Gehirncodes für das
Erkennen von Gesichtern und Objekten liefern, berichtet das Fachmagazin Science
http://www.sciencemag.org
in seiner aktuellen Ausgabe.
Die Wissenschaftler untersuchten die Reaktionsmuster mittels funktioneller
Kernspinresonanztomografie (fMRI), während die sechs Teilnehmer der Studie
Bilder von Gesichtern, Katzen und fünf Kategorien künstlicher Objekte wie
Häuser, Sessel, Scheren, Schuhe und Flaschen ansahen. Zur Kontrolle wurden
zusätzlich unsinnige Bilder gezeigt. Insgesamt konnten die Muster der
fMRI-Antworten die Kategorie mit einer Genauigkeit von 96 Prozent voraussagen.
Bei Gesichtern, Häusern und unsinnigen Bildern lag die Erfolgsrate bei 100
Prozent. Wurden die Bereiche maximaler Aktivierung ausgeschlossen, verringerte
sich die Genauigkeit auf 94 Prozent.
Der leitende Wisssenschaftler James Haxby erklärte, dass bildgebende
Verfahren nicht nur zeigen könnten, wo die Verschlüsselung stattfindet, sondern
auch wie das Gehirn komplexe Informationen kodiert. Das Team des NIMH Laboratory
of Brain and Cognition konzentrierte sich auf die funktionale Architektur des so
genannten ventralen temporalen Lappens der Sehrinde. Es stellte sich heraus,
dass anders als in früheren Studien angenommen, auch in den "spezialisierten"
Regionen, wie zum Beispiel der "Ort-Region", ausgeprägte Reaktionsmuster auf
andere Objekte wie Schuhe, Katzen oder Sessel festgestellt werden können. Die
Wissenschaftler bezeichneten dieses Modell als "Object Form Tomography".
Frühere Studien hatten gezeigt, dass jene Gehirnregionen, die am meisten auf
eine bestimmte Objektkategorie reagieren, bei verschiedenen Menschen einheitlich
sind. Jetzt wurde nachgewiesen, dass das gesamte Reaktionsmuster bei einer
Person für eine Objektkategorie gleich ist. Zusätzlich stellte sich heraus, dass
auch die schwachen Reaktionen Informationen über die Eigenschaften einer
Kategorie transportieren. Auch wenn die Bereiche maximaler Aktivierung bei der
Analyse nicht berücksichtigt werden, kann aus der charakteristischen Anordnung
der schwächeren Reaktionen auf eine Kategorie geschlossen werden. Details:
http://www.nimh.nih.gov/events/prhaxby.cfm
Mathematische Fähigkeiten hängen mit grauer Substanz
zusammen
Verantwortlicher Bereich im Gehirn identifiziert
Ein Team um die Wissenschaftlerin Elizabeth Isaacs vom Institute of Child
Health http://www.ich.ucl.ac.uk
hat jenen Bereich des Gehirns isoliert, der entscheidet, wie gut Kinder in
Mathematik sind. Kinder, die schlechtere mathematische Fähigkeiten haben, sollen
laut Studie über eine geringere Menge grauer Substanz in der linken Gehirnhälfte
verfügen, berichtet das Fachjournal Brain.
http://brain.oupjournals.org/cgi/content/abstract/124/9/1701 Zur so
genannten grauen Substanz gehören Bereiche des Gehirns, die vorwiegend aus
Nervenzellenkörpern und Gliazellen bestehen.
Das Team untersuchte 80 Kinder, die frühzeitig geboren worden waren. Mittels
Gehirnscans wurden anatomische Abweichungen im linken Partiallappen analysiert.
Dabei zeigten sich Unterschiede in der grauen Substanz zwischen Kindern mit
unterschiedlichen mathematischen Fähigkeiten. Laut Isaacs bedeuteten diese
Ergebnisse nicht, dass alle Kinder mit Schwierigkeiten beim Rechnen über die
gleiche Anomalie im Partiallappen verfügten. Weitere Studien mit bildgebenden
Verfahren und mehr Teilnehmern seien notwendig. "Die Diagnose bei einzelnen
Kindern und Heilverfahren könnte ein interessanter Forschungsbereich werden."
Nervenzellen mit Siliconchip vernetzt
Neuronen kommunizierten mit Transistoren wie Schaltstellen im
Gehirn
Wissenschaftler
des Max Planck Instituts für Biochemie www.biochem.mpg.de haben nach eigenen
Angaben erstmals multiple Gehirnzellen mit einem Siliconchip verbunden. Zur
Herstellung des halblebendigen Schaltkreises fixierten die Biochemiker
Nervenzellen der Schnecke auf einen kleinen Transistorchip. Anschließend
demonstrierte das Team um Biophysiker Peter Fromherz, wie die Zellen intern und
mit dem Chip kommunizierten, so ein Bericht von ct.now
http://www.ctnow.com . Die
Forscher hoffen, dass, wenn auch in ferner Zukunft, künstliche Retinas oder
prothetische Gliedmaßen auf Nervenzellenbasis möglich werden.
Mittels Mikropipetten hoben die Forscher Zellen des Schneckengehirns auf
einen Silikonchip, der mit einer klebstoffartigen Schicht überzogen war. "Die
Nervenzellen von Schnecken sind größer als die des Menschen oder der Ratten und
damit einfacher zu handhaben", erklärte Peter Fromherz. Jede Zelle wurde über
einem Feldeffekt-Transistor, einer Vorrichtung, die die Stromspannung verstärkt,
und einem Stimulator, der die Zelle aktiviert, positioniert. Dieser Vorgang
wurde mit rund 20 Zellen wiederholt. Damit die Zellen auf den Transistoren nicht
wie im Gehirn wandern, konstruierten die Forscher kleine "Lattenzäune" aus
Kunststoff.
Durch die Verbindung von Neuronen und Siliconchips ist Forschern die
Simulation von Nervenzellen, die elektronische Signale übermitteln, gelungen.
Die Signale wurden sowohl von jenem Transistor erkannt, auf dem das Neuron
positioniert war, als auch von jenem, der sich neben dem nächstfolgenden Neuron
befand, registriert. Damit konnte die Funktion von Synapsen nachgeahmt werden,
die elektronische Signale von einer Zelle zur anderen weiterleiten.
Forscher lassen verletzte Nervenfasern zusammenwachsen
Verfahren zum internationalen Patent angemeldet
Hoffnung
für Querschnittsgelähmte: Wissenschaftlern der Universität Düsseldorf
http://www.uni-duesseldorf.de ist es im Tierversuch gelungen, verletzten
Faserbahnen im Zentralnervensystem und im Rückenmark die Regeneration zu
ermöglichen.
Wird eine Nervenfaser (Axon) durchtrennt, führt das normalerweise
unweigerlich zum Untergang des abgetrennten Nervensegments. Dafür sind
kollagenhaltige Basalmembranen verantwortlich, die sich in dem verletzten Gewebe
- der Läsionsnarbe - ausbilden und damit eine undurchdringliche Barriere für
nachwachsende Nervenfasern aufbauen. Sobald die Axone auf eine solche
Basalmembran auftreffen, stellen sie ihr Regenerationswachstum ein.
Im Tierversuch gelang es den Düsseldorfer Medizinern jedoch, pharmakologisch
die Biosynthese der Kollagene und die Vermehrung der Fibroblasten im Hirn und im
Rückenmark von Ratten zu hemmen und so die Bildung der Basalmembranen zu
unterdrücken. Damit war der Weg für die nachwachsenden Axone frei, und
zahlreiche Nervenfasern konnten den Läsionsbereich überwinden. Hatten die
Wissenschaftler bei ihren Studien motorische Faserbahnen im Rückenmark der
Ratten durchtrennt, wuchsen die verletzten Axone im Verlauf der Behandlung
innerhalb von drei Wochen um etwa 1,5 Zentimeter.
Das so genannte RTP (Regeneration-Promoting-Treatment) -Verfahren haben die
Forscher bereits zum internationalen Patent angemeldet. In Verhaltensstudien
wird derzeit geprüft, in wie weit sich die Funktionen des verletzten Rückenmarks
durch die Therapie wiederherstellen lassen.
Gehirn kann sich selbst regenerieren
Nach Verletzungen bilden sich stelbstständig neue Vernetzungen
Wissenschaftler der Universität Bochum
http://www.ruhr-uni-bochum.de haben herausgefunden, dass die Zellen in
unmittelbarer Nachbarschaft geschädigter Hirnareale die Funktionen der
zerstörten Bereiche übernehmen können. Allerdings erhält das menschliche
Denkorgan nur für kurze Zeit nach einer Verletzung oder einem Schlaganfall die
Regenerationsfähigkeit jugendlicher Zellen zurück. Dieses "Zeitfenster" wollen
die Forscher nun für neue Therapien nutzen.
Die "Selbstreparatur" des Gehirns machten die Neurologen mit dem so genannten
"optical imaging" sichtbar: Wird das Gehirn beleuchtet, reflektieren aktive und
inaktive Hirnbereiche das Licht unterschiedlich. Mit Hilfe eines speziellen
Computerprogramms können diese Reflexionen ausgewertet und die veränderten
Reaktionen erfasst werden. Bei ihren Studien entdeckten die Forscher, dass die
an die zerstörten Hirnbereiche angrenzenden Areale die verloren gegangenen
Funktionen teilweise kompensierten (neuronale Plastizität). Das erwachsene
Gehirn hatte die Fähigkeiten eines jugendlichen Gehirns wiedergewonnen – die
Nervenzellen verstärkten nicht nur alte Synapsen ("Verschaltungen"), sie
bildeten sogar neue aus.
Verantwortlich dafür sind die Gene. Die Bochumer Wissenschaftler stellten
fest, dass nach einer Schädigung im Nervensystem vermehrt bestimmte
Wachstumsfaktoren gebildet werden, die neue Verknüpfungen von Nervenzellen
entstehen lassen. Dabei werden Gene aktiviert, die schon einmal kurz nach der
Geburt wirksam waren, im erwachsenen Gehirn aber ruhen.
Englische Forscher entdecken neue neurogenerative
Erkrankung
Bei Neuorferritinopathy fehlt Demenz
Wissenschaftler des Institute of Human Genetics der University of Newcastle
http://www.ncl.ac.uk/ihg
haben eine neue neurogenerative Erkrankung entdeckt, die seit 200 Jahren in
Zweigen einer kumbrischen Familie vorgekommen ist. Vier Generationen glaubten,
nachdem die Bewegungen ihrer Gliedmaßen immer schwerer kontrollierbar wurden,
dass sie über ein vererbtes Parkinson- oder Chorea Huntington-Risiko verfügten.
Die so genannte Neuorferritinopathy wird laut BBC jedoch durch eine Zunahme von
Eisen im Gehirn verursacht und unterscheidet sich von den beiden anderen
Krankheiten durch das Fehlen einer Demenz. Nature Genetics
http://www.nature.com/ng
Alle Betroffenen hatten große Probleme bei der Kontrolle ihrer Gliedmaßen,
waren jedoch geistig absolut unbeeinträchtigt und zeigen auch sonst keine der
Verfallserscheinungen, die normalerweise mit Parkinson oder Chorea Huntington
einhergehen. Das Team von John Burn studierte die betroffene Familie bereits
seit 15 Jahren. Erst die Obduktion einer Frau, die aus Verzweiflung über ihre
Erkrankung Selbstmord beging, ermöglichte den Wissenschaftlern den
entscheidenden Durchbruch. Es stellte sich heraus, dass ein Fehler in der
Ferritin-Leichtkette verantwortlich ist. Ferritin speichert Eisen in den Zellen
und verhindert so eine Schädigung. Ist dieser Mechanismus gestört, kommt es zu
Ansammlungen von Eisen und Ferritin, die ihrerseits für die Probleme in der
Koordination der Körperbewegungen verantwortlich sind.
Die Entdeckung von Neuorferritinopathy soll neue Erkenntnisse über die
Ursachen von Parkinson und Chorea Huntington ermöglichen. Obwohl die neue
Krankheit bis jetzt auf die Mitglieder einer Familie beschränkt war, brachte ein
Test mit 100 Patienten ähnlicher Hirnleistungsstörungen Hinweise auf weitere
sechs Familien. Bis jetzt waren alle Fälle auf den Norden Englands begrenzt. Da
alle betroffenen Familien mit Fletcher Christian, dem Führer der Meuterei auf
der Bounty, verwandt sind, könnte sich die Krankheit über Seefahrerfamilien
weiter ausgebreitet haben.
Nähere Informationen zu Fletcher Christian finden sich im Internet unter
http://www.lareau.org/christia.html
Magnetresonanz gibt exaktes Bild der Gehirnaktivität
Hohe Sauerstoffkonzentrationen zeigen Neuronenfeuer an
Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Biologische Kybernetik
http://www.kyb.tuebingen.mpg.de ist es gelungen, das Verhältnis zwischen der
Aktivierung einzelner Neuronen des Gehirns und magnetresonanztomographischen
Bildern zu klären. Wie das Team um Axel Öltermann im Wissenschaftsmagazin
"Nature" http://www.nature.com
schreibt, stelle dieser Schritt einen Quantensprung in der Interpretation der
Magnetresonanztomographie (fMRI) dar. Bisher wusste man nicht genau, welche
neuronalen Aktivitäten die Magnetresonanzmessungen widerspiegeln.
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v412/n6843/full/412150a0_fs.html
Magnetresonanztomographiebilder zeichnen die Sauerstoffkonzentrationen im
Blut des Gehirns auf und werden genutzt, um aktive Bereiche des menschlichen
Gehirns auf nicht-invasivem Weg zu bestimmen. Die tatsächliche Aktivität
bestimmter Neuronengruppen beim Menschen kann damit jedoch nicht bestimmt
werden. Ein entsprechender invasiver Eingriff mittels feiner Elektroden
verbietet sich beim Menschen. Die Interpretation, dass Kernspintomographiebilder
Aufschluss über Neuronenaktivitäten geben, ist nun durch die Tübinger
Experimente an Affen erstmals bestätigt worden.
Die Tübinger Gruppe ermittelte lokalisierbare Feldpotenziale einzelner
Nervenzellen im visuellen Cortex der Affen und verglich sie mit den durch die
Kernspintomographie bestimmbaren räumlich-zeitlich hohen
Sauerstoff-Konzentrationen des Blutes. Dabei konnten sie zweifelsfrei
nachweisen, dass mit dem Bild der Sauerstoffkonzentrationen im Blut
Veränderungen der Neuronenaktivität verbunden sind. Darüber hinaus stellten sie
fest, dass mit der Magnetresonanztomographie auch Eingangssignale aus anderen
Hirnarealen und ihre lokale Verarbeitung erfasst werden können. Schlechte
Auskünfte liefere das Verfahren aber bei Ausgangssignale zu anderen Hirnarealen.
Zwilling beeinflusst Hirnentwicklung von Mädchen
Kontakt mit Testosteron führt zu "männlicherem" Gehirn
Wissenschaftler der Utrecht University
http://www.uu.nl haben nachgewiesen,
dass die Entwicklung des Gehirns eines Zwillingsmädchens teilweise durch das
Geschlecht des zweites Kindes beeinflusst wird. Mädchen mit einem
Zwillingsbruder sollen daher laut der BBC leicht "männlichere" Hirne entwickeln
als solche mit einer Zwillingsschwester. Zurückzuführen sei dieses Phänomen auf
den verstärkten Kontakt mit dem männlichen Hormon Testosteron. New Scientist
http://www.newscientist.com
Bei diesem Ansatz wird davon ausgegangen, dass der Kontakt mit Sexualhormonen
vor der Geburt die Entwicklung des Gehirns beeinflusst. Männliche Gehirne
tendieren beim Hören von Wörtern zu einer dominanten Hirnhälfte. Frauen nehmen
Wörter ausgeglichener mit beiden Gehirnhälften wahr. Das Team um Celina Cohen
testete 67 Mädchen mit Zwillingsbrüdern und 54 Mädchen mit nichteineiigen
Zwillingsschwestern. Über Kopfhörer wurden den Zehnjährigen gleichzeitig in
jedes Ohr verschiedene Nummern eingespielt. Jedes Ohr steht dabei in enger
Verbindung mit der gegenüberliegenden Hirnhälfte.
Die Teilnehmerinnen mit Zwillingsschwestern erinnerten sich in der Folge
gleichmäßig verteilt an Zahlen von beiden Seiten. Mädchen mit Zwillingsbrüdern
waren in ihren Antworten einseitiger. Was darauf hinweist, dass eine Hirnhälfte
beim Hören aktiver war. Da der festgestellte Unterschied nicht besonders groß
ist, plant Cohen weitere Tests zu Sprachbeherrschung, räumlichem Denkvermögen
und Ballwerfen.
Erbgut für gestörte Abläufe im Gehirn verantwortlich
Studie untersucht genetische Ursachen von Legasthenie
Inwieweit die Legasthenie (Schreib- und Leseschwäche) vom Zusammenspiel der
Gene und der visuellen und sprachlichen Informationsabläufe im Gehirn abhängig
ist, wollen Wissenschaftler der Universitäten Würzburg
http://www.uni-wuerzburg.de
, Bonn http://www.uni-bonn.de
und Marburg http://www.uni-marburg.de in einer Studie herausfinden. "Damit wird erstmals
der Versuch unternommen, die Symptome der Legasthenie nicht nur auf der
Verhaltensebene zu untersuchen", erläutert Dr. Andreas Warnke von der Würzburger
Universität. "Auch die durch eine psychische Störung hervorgerufenen
Besonderheiten der Informationsabläufe im Gehirn sollen aufgeschlüsselt werden
und ihre möglichen genetischen Ursachen preisgeben."
Molekulargenetische Studien haben wiederholt gezeigt, dass auf den
Chromosomen 1 und 2 sowie 6 und 15 Gene liegen, die die Entwicklung jener
Hirnfunktionen mitbestimmen, die dem Menschen das Erlernen des Lesens und
Schreibens mit den Buchstaben des Alphabets ermöglichen. Etwa 40 Prozent der
Geschwister und 40 Prozent der Eltern von Legasthenikern leiden ebenfalls unter
Lese-Rechtschreibstörungen. Eineiige Zwillinge sind in hohem Prozentsatz
gemeinsam betroffen, zweieiige Zwillinge seltener.
Die Entstehung der Legasthenie wird bisher auf Störungen der sprachlichen und
visuellen Informationsverarbeitung im Gehirn zurückgeführt. Bei der sprachlichen
Informationsverarbeitung spielt die so genannte phonologische Bewusstheit eine
entscheidende Rolle. Sie befähigt den Menschen, Sprachlaute in Schriftsprache
wahrzunehmen und beispielsweise zu erkennen, dass im Wort "Sonne" die Laute S,
O, N und E vorkommen, dass sich die Worte Maus und Haus reimen oder dass die
Worte Maus und Mond jeweils mit einem M beginnen.
Die phonologische Bewusstheit ist auch dann erforderlich, wenn die akustisch
erlernte mündliche Sprache in die Buchstabenfolge eines Wortes "übersetzt"
werden soll (Diktat). Diese phonologische Bewusstheit soll nun bei Schülern mit
Legasthenie mit Hilfe von so genannten psychometrischen und neurophysiologischen
Verfahren sehr genau gemessen werden. Die Wissenschaftler können so auch die
visuelle Informationsverarbeitung ermitteln, etwa die Wahrnehmung von Mustern
unterschiedlicher Kontraststärke oder von Bewegungen.
Vier von 100 Kindern sind trotz normaler oder überdurchschnittlicher
Intelligenz nicht in der Lage, das Lesen und Schreiben ausreichend zu erlernen.
Die Störung entsteht unabhängig von körperlicher, psychischer und neurologischer
Gesundheit und kann auch durch gute familiäre und schulische Förderung nicht
ausgeglichen werden. Die schulische und berufliche Laufbahn der Betroffenen wird
schwerwiegend beeinträchtigt: Tägliche Misserfolge trotz aller Lernbemühungen
führen bei den Kindern rasch zu Lernunlust, zu Schul- und Versagensängsten.
Vereinzelt sind Depressionen und soziale Auffälligkeiten zu beobachten. Die
Studie wird mit 1,2 Mio. Mark von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
gefördert.
Gehirne von Heranwachsenden arbeiten unterschiedlich
Neue Behandlungsansätze nach Gehirnverletzungen denkbar
Forscher der State University of New York
http://www.smbs.buffalo.edu
haben einen Unterschied in der Arbeitsweise des Gehirns von heranwachsenden
Jungen und Mädchen nachgewiesen. Sie nutzen für die Erkennung von Gesichtern
und die Identifizierung von Gesichtsausdrücken verschiedene Gehirnbereiche.
Jungen lösen derartige Aufgaben eher mit der rechten Hirnhälfte, Mädchen eher
mit der linken. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Gehirne der beiden
Geschlechter vor dem Erwachsensein unterschiedlich organisiert sind. Nach
Gehirnverletzungen könnten daher auch verschiedene Behandlungsmethoden sinnvoll
sein. Neuropsychology
http://www.apa.org/journals/neu.html
Das Team um D. Erik Everhart untersuchte 17 Jungen und 18 Mädchen im Alter
von acht und elf Jahren. Beide Gruppen mussten zwei verschiedene Arten von
Aufgaben lösen. Für die Überprüfung der Erkennung von Gesichtern waren
bestimmte Gesichter in einer Reihe wechselnder Bilder zu identifizieren. Mittels
eines elektroenzephalografischen Messgerätes (EEG) wurde in der Folge die
Aktivität der Gehirnwellen in der rechten und der linken Hirnhälfte
untersucht. Bei der Erkennung des Gesichtsausdrucks zählten Richtigkeit und
Geschwindigkeit der Antworten. Jungen und Mädchen lösten die Aufgaben gleich
gut. Sie scheinen allerdings verschiedene, sich fallweise überlappende
Gehirnbereiche für die Verarbeitung der Informationen einzusetzen.
Eurekalert
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2001-07/aaft-pba062801.php
Implantat fördert Wachstum von verletzen Nerven
Traxon bei Verletzungen der Wirbelsäule vielversprechend
Ein elektrisches Implantat soll das Wiederwachsen von Nerven bei Verletzungen
der Wirbelsäule fördern. Das Gerät namens Traxon hat bei Versuchen mit Hunden
eine Wiederherstellung der Beweglichkeit der unteren Gliedmaßen und der
Kontrolle über die Blase ermöglicht. Wie die BBC berichtet, stehen die ersten
Tests am Menschen im Beaumont Hospital
http://www.beaumont.ie kurz
vor dem Beginn.
Das von Dynamed Systems entwickelte Traxon basiert darauf, dass Nerven durch
elektrischen Strom zu einem verstärkten und gesteuerten Wachstum angeregt werden
können. Nach einer Verletzung der Wirbelsäule durch einen Unfall versuchen die
Nerven wieder zu wachsen. Dieses Wachstum geschieht jedoch planlos und nicht
zielgerichtet. Aus diesem Grund werden nur wenige der zerstörten Verbindungen
wieder hergestellt. Bei der Behandlung werden zwei Elektroden nahe der
Verletzung eingesetzt. Kabel führen zu einem handtellergroßen Batterienpaket,
das im weichen Gewebe des Unterleibes untergebracht ist. Für die Dauer von bis
zu einem Jahr entsteht so ein kleines elektrisches Feld.
Der leitende Neurochirurg Ciaran Bolger zeigte sich zuversichtlich, dass
zumindest die bei den Tieren erzielten Erfolge auch beim Menschen möglich sein
sollten. "Die Technologie ist dem eines Herzschrittmachers ähnlich, abgesehen
davon, dass permanent ein kleines elektrisches Feld hergestellt wird." Über den
Ausgang der Tests könne derzeit nichts gesagt werden. "Wenn ein vom Nacken
abwärts Gelähmter wenigstens seine Blasenfunktion wieder erlangt, ist das
bereits ein großer Fortschritt."
Weiße Hirnsubstanz wächst länger als vermutet
Volumenzunahme bis ins fünfte Lebensjahrzehnt nachgewiesen
Forscher der University of Arkansas haben jüngst mit einem weitverbreiteten
Irrtum aufräumen können. Im Fachmagazin "Archives of General Psychiatry"
schreibt das Team um den Psychiater George Bartzokis, dass sich die weiße
Hirnsubstanz auch nach der Pubertät noch weiter ausdehnt. Bisher nahm die
Fachwelt an, dass sich das Gehirn nach dem 20. Lebensjahr nicht mehr entwickle
und das Volumen des ausgewachsenen Gehirn fortan linear sinke.
http://archpsyc.ama-assn.org/issues/v58n5/abs/yoa20287.html
Das Forscherteam will jedoch mit Hilfe der Magnet-Resonanz-Tomografie
herausgefunden haben, dass die als weiße Substanz bezeichneten markhaltigen
Nervenfasern mindestens doppelt so lange wachsen und sich regenerieren. An der
Untersuchung nahmen 70 gesunde Männer zwischen 19 und 76 Jahren teil. Mit
speziellen Puls-Sequenzen wurde der Kontrast zwischen grauer und weißer
Hirnsubstanz maximiert, die Volumen ermittelt und ins Verhältnis gesetzt.
Im Stirnbereich des Gehirns zeigte sich, dass die grauen Zellen
kontinuierlich abbauen, während der Umfang der weißen Hirnmasse offenbar bis in
das Lebensalter der späten 40er zunimmt. Diese Erkenntnisse könnten nach Ansicht
der Forscher zu neuen Ansätzen in der Behandlung von Alzheimer führen.
Das Gewebe des Zentralen Nervensystem unterteilt sich in zwei Farben. Größere
Mengen von nah beieinander liegenden Nervenzellkörpern, wie sie vor allem in der
Hirnrinde vermehrt zu finden sind, erscheinen grau. Sie werden graue Substanz
genannt. Als weiße Substanz bezeichnet man dagegen die weiß erscheinenden
Bereiche der Gehirnbahnen.
Musiker haben mehr graue Gehirnsubstanz
Musizieren im Kindesalter fördert höhere geistige Leistungen
Musiker, die bereits seit Kindesalter ein Instrument spielen, haben in
wichtigen Gehirnregionen mehr graue Substanz als Nicht-Musiker. Dieses
Forschungsergebnis präsentierte der deutsche Neurologe Gottfried Schlaug heute,
Mittwoch, auf dem 53. Treffen der American Academy of Neurology in Philadelphia
http://www.aan.com . Hirnforscher
betrachten die graue Gehirnsubstanz als den Sitz höherer geistiger Leistungen.
Gemeinsam mit Christian Gaser untersuchte der Studienleiter die Gehirne von
15 männlichen professionelle Musiker und 15 Nichtmusikern. "Musiker sind dafür
ideale Testpersonen, da sie bereits im frühen Alter mit dem Training beginnen",
erklärte Schlaug. Mit Hilfe der Kernspintomographie und bildgebenden Verfahren
wurden die anatomischen Aufnahmen verglichen. "In Hirnregionen, die
Körperbewegungen wahrnehmen und steuern, zeigten die Bilder der Musiker deutlich
mehr graue Substanz", so der Neurologe weiter. Auch die Kleinhirne, die
ebenfalls für Bewegungen und höhere geistige Leistungen zuständig sind, hatten
bei Berufsmusikern mehr graue Zellen.
Laut Schlaug zeigen die Ergebnisse ein nutzungsabhängiges Gehirnwachstum
beziehungsweise eine strukturelle Plastizität der grauen Masse aufgrund dieser
geistigen Anforderungen in der kritischen Gehirnreifungsperiode. "Eine
alternative Erklärung ist, dass Musiker bereits mit mehr grauer Substanz geboren
sind und sie diese zur Musik brachte", so der Forscher. Im nächsten Schritt will
Schlaug jene Gehirnregionen identifizieren, die unterschiedlich sind und
feststellen, ob Übung und Erfahrung jene Differenzen verursachen.
Rechter Frontallappen für Selbstwahrnehmung entscheidend
Verletzungen führen zu Veränderungen der Persönlichkeit
Wissenschaftler der University of California
http://www.ucsf.edu haben mit dem
rechten Frontallappen jene Gehirnregion identifiziert, die für die
Selbstwahrnehmung des Menschen entscheidend ist. Eine Verletzung in diesem
Bereich kann zu weitreichenden Veränderungen der Persönlichkeit führen. Der
Neurologe Bruce L. Miller präsentierte die Ergebnisse dieser Studie auf dem von
5. bis 11. Mai stattfindenden 53rd Annual Meeting der American Academy of
Neurology http://www.aan.com
Ausschlaggebend für die Erforschung der Anatomie des Selbst war die
Beobachtung, dass einige Patienten mit frontotemporaler Demenz dramatische
Veränderungen durchmachten. Von den Änderungen betroffen waren politische und
religiöse Überzeugungen, Kleidungsstil und Ernährung. So verwandelte sich eine
dynamische und modebewusste Grundstücksmaklerin in eine Person, die kaum Wert
auf ihr Aussehen legte und andere nach den Preisen ihrer Kleider befragte.
http://www.eurekalert.com/releases/aan-rdm042701.html
Für die Studie wurden 72 Patienten mit frontotemporaler Demenz untersucht.
Einer seltenen Demenzform, die häufig genetisch bedingt ist und an der meist
Menschen zwischen dem 50. und 60. Lebensjahr erkranken. Für die Identifizierung
der Betroffenen wurde eine Veränderung des Selbst mit einer Neubewertung der
politischen, sozialen oder religiösen Werte und des Kleidungsstils definiert.
Mit Aufnahmen von Kernspinresonanztomografie (MRI) und
Single-Photon-Emissionscomputertomografie (SPECT) wurden in der Folge jene
Gehirnregionen identifiziert, die am stärksten in Mitleidenschaft gezogen waren.
Sieben Patienten litten unter dramatischen Persönlichkeitsveränderungen.
Sechs von ihnen zeigten schwerste Anomalien im rechten Frontallappen. Beim
siebenten Patienten war der linke Frontallappen am stärksten betroffen. Von den
65 Patienten ohne deutliche Persönlichkeitsveränderung, war nur in einem Fall
eine Schädigung des rechten Frontallappens vorhanden. Laut Miller zeigten diese
Ergebnisse, dass die normale Funktion dieser Gehirnregion für die
Aufrechterhaltung der Selbstwahrnehmung entscheidend sei. "Eine biologische
Störung kann nicht nur große Auswirkungen auf das Verhalten haben, sondern auch
etablierte Muster der Selbstreflexion und des Bewusstseins zusammenbrechen
lassen."
Schizophrenie-Gen entdeckt
Mutation für besondere Form der Erkrankung verantwortlich
Wissenschaftlern der Julius-Maximilians-Universität
http://www.uni-wuerzburg.de
ist die Identifizierung eines Gens, das an der Entstehung einer besonderen Form
von Schizophrenie beteiligt ist, gelungen. Das Gen liegt auf Chromosom 22 und
führt bei einer Mutation zu einer so genannten katatonischen Schizophrenie, wie
BBC http://news.bbc.co.uk
berichtet. Dabei fallen die Erkrankten in einen halluzinations-artigen Zustand
mit völlig gestörten Körperbewegungen. Dieser Form der Schizophrenie ist erblich
bedingt.
Das Gen WKL 1 produziert ein Eiweiß, das jenen, die an der Reizweiterleitung
im Gehirn beteiligt sind, ähnelt. Bisher war die Ursache noch weitgehend
unbekannt. "Die Schizophrenie ist eine komplexe Erkrankung mit komplexen
Ursachen", erläutert Klaus-Peter Lesch, Leitender Oberarzt an der Klinik für
Psychiatrie und Psychotherapie der Universität Würzburg. Rund ein Prozent der
Weltbevölkerung leide an Schizophrenie, so Lesch weiter.
An der Entstehung der Krankheit seien eine Reihe von Genen beteiligt. Bisher
wurde nur eine Genfamilie entdeckt, so der Studienautor. Nur bei einem Teil der
Erkrankten spielten genetische Mutationen eine Rolle. "Daher dürfen durch diese
Erkenntnisse keine verfrühten Erwartungen für eine rasche Therapie geknüpft
werden", erklärte Majorie Wallace vom Verband für geistige Gesundheit SANE.
Gehirn lernt Sprache in kleinen Schritten
Forscher: Sprachreisen bald überflüssig
Wer eine neue Sprache lernen will, sollte das am besten von zu Hause aus tun
und sie in kleinen "Häppchen" zu sich nehmen, statt komplett in die fremde
Kultur "einzutauchen". Wie die Psychologen Alan Kersten und Julie Earles von der
Florida Atlantic University http://www.fau.edu kürzlich entdeckten, können sich Erwachsene beim Erlernen
einer künstlichen Sprache mehr merken, wenn sie anstatt ganzer Sätze zuerst nur
einzelne Wörter hören. Die Forscher glauben, dass so auch Kinder eine Sprache
schneller erlernen. Sie vermuten, dass es Kindern leichter als Erwachsenen
fällt, Sprachen zu erlernen, da ihre geringere geistige Leistungsfähigkeit sie
zwingt, gesprochene Sätze in kleine Fragmente aufzuteilen.
Die beiden Forscher versuchten bei ihren Studien, Studenten die künstliche
Sprache vom fiktiven Planeten "Betruzi" beizubringen. Dabei handelt sich dabei
um eine Sprache, die nur aus sechs Wörtern besteht. Sie beschreibt das Aussehen
der Bewohner, die Art der Fortbewegung und deren Richtung beschreibt. Die
Studenten wurden befragt, welche von zwei angebotenen Sätzen das neue Szenarium
am besten beschreibt. Obwohl sie zuvor nur wenige Sprachbeispiele gehört hatten,
konnten die Personen, die zuvor immer nur ein Wort gehört hatten, die Sprache
besser mit den Animationen in Übereinstimmung bringen als diejenigen, die
während des gesamten Tests den vollständigen Satz vernommen hatten.
David Plaut, Psychologe und Computerwissenschaftler von der Carnegie Mellon
University http://www.cmu.edu/ in
Pittsburgh stellte dagegen fest, dass ‚intelligente' Computernetzwerke eine
Sprache besser begreifen, wenn sie ihnen von Beginn an in ihrer ganzen
Komplexität gezeigt wird. Kinder werden in eine komplexe Sprache hinein geboren
und haben dennoch scheinbar kein Problem, mehrere Sprachen gleichzeitig
aufzunehmen, bewertete Plaut.
Der Psychologe Gary Marcus von der New York University
http://www.nyu.edu erklärte in
diesem Zusammenhang, dass junge Gastarbeiter neue Sprachen mit Leichtigkeit
aufnehmen, auch wenn sie keine Kinder mehr seien. Die geringen Unterschiede in
den Gedächtnisleistungen eines Zwölfjährigen, der eine neue Sprache bald perfekt
beherrscht, und seines 15-jährigen Bruders, der sie nie vollständig erlernt,
reichten als Erklärung der Vorgänge nicht aus, so Marcus. Wolfgang Klein vom
Max-Planck-Institut für Psyholinguistk in Nijmegen, Niederlande
http://www.mpi.nl/world/index.html vermutet dagegen, dass Erwachsene deshalb
Mühe haben, neue Sprachen zu erlernen, da ihre Lernfähigkeit im Allgemeinen
schlechter ist und sie oft weniger Motivation aufbringen als junge Menschen.
Enzym Beta-Sekretase bei Alzheimer entscheidend
Blockierung soll Plaquebildung verhindern
Wissenschaftler der Johns Hopkins University
http://www.hopkinsmedicine.org
haben nachgewiesen, dass ein spezielles Enzym im Gehirn wesentlich für die
Bildung von Plaque, einem der Kennzeichen von Alzheimer, ist. Das Verständnis
der Schlüsselposition der Enzym Beta-Sekretase bedeute einen wesentlichen
Forschungserfolg. Die Blockierung dieses Enzyms biete eine naheliegendes und
sicheres Ziel für eine Behandlung. Nature Neuroscience
http://www.nature.com/neuro
Die entscheidenden Amyloidplaquen sammeln und umgeben Gehirnzellen. Während
alternde Gehirne gesunder Menschen verstreute Amyloidplaquen aufweisen, sind
die Gehirne von Alzheimer-Patienten voll von ihnen. Der leitende
Wissenschaftler Philip Wong erklärte, dass die Blockierung der Beta-Sekretase
bei Alzheimergefährdeten den gleichen Effekt haben könnte wie jene
Impfstoffe, die bei Labortieren die Plaquebildung bereits verhinderten.
"Während Forschungsergebnisse den Plaqueaufau mit Alzheimer beim
Menschen nicht direkt in Verbindung bringen, führt die Blockierung der Plaque
bei diesen Tieren zu einer Verringerung der Krankheitszeichen."
http://www.eurekalert.com/releases/jhmi-eik022301.html
1999 klonten fünf Forscherteams Gene für verschiedene Formen der
Beta-Sekretase. Die aktuelle Studie zeigt erstmals, dass eine Form der Enzyme,
BACE1, der Schlüssel zur Produktion jener Moleküle ist, die später zu
Plaque werden. Laut Wong suchten Wissenschaftler bereits nach Präparaten, die
die Beta-Sekretase blockieren. Sollte dieser Behandlungsansatz erfolgreich
sein, könnten Ärzte in Zukunft Alzheimer-Patienten einen Cocktail
verschiedener Enzymblocker oder von Blockern gemeinsam mit Impfstoffen geben.
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