Braincast 277–nein: FoxP2 – Dendritenwachstum
BLOG: braincast
auf der Frequenz von Geist und Gehirn
Neurone vernetzen sich miteinander – das klingt simpel, ist aber ein hochkomplexer Prozess mit vielen Faktoren. Prof. Petra Wahle von der Ruhr-Universität Bochum erklärt, wie Glutamat die Zelle im sich entwickelnden Hirn kitzelt und am Leben hält.
MP3 File Dauer: 19:33
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Schlaf und “Verdrahtung”
Interessantes – wenn auch sehr kurzes 😉 – Gespräch!
Ich muss aber sagen, dass ich mich ein wenig an der von Frau Wahle dargelegten Vorstellung kratze, dass es ja wenig Sinn machen würde, wenn sich im Schlaf die “Hardware” des Gehirns veränderte. Es mag ja sein, dass die adultute Plastizität nicht an die des jungen Gehirns heranreicht, weil nun bestimmte Receptortypen, deren Aktivierung das Dendritenwachstum fördert, nicht mehr in dem Maße ausgebildet werden. Dennoch lernt auch unsereins noch recht gut. Und gerade die Langzeitpotenzierung müsste doch mit veränderter “Hardware” einhergehen, was wohl überwiegend während des Schlafs geschieht.
Das wäre selbst dann der Fall, wenn man allein die Verstärkung von Synapsen betrachtet. Das ist schließlich auch Hardware.
Und was das Dendritenwachstum im adulten Gehirn angeht: Ist nicht auch das noch möglich UND spielt sich überwiegend im Schlaf ab?
Gruß
Schlaf und Verdrahtung
Ich habe die Frage weitergeleitet, hier die Antwort von Frau Wähle:
Ihr Hörer hat recht und auch wiederum nicht. Zum Einen: Wachstum erfolgt im Schlaf – Kinder wachsen im Schlaf, sagt Volksmund, weil nachts der entsprechende Wachstumsfaktor produziert wird. Auch Gehirne wachsen während der Kindheit stetig , und ich kenne keine Studie die untersucht hätte, ob das Wachstum (und wenn, welcher Parameter) zu bestimmten Wach/Schlafphasen besser oder schlechter erfolgt.
Im adelten Gehirn brauchen wir den Schlaf um Erinnerungen zu festigen und um Synapsen zu stabilisieren, aber wohl auch um nur schlapp potenzierte Synapsen wieder zu de-potenzieren, auf dass sie am folgenden Tag für neue Aufgaben benutzt werden können. Auch die Bildung von neuen Dornfortsätzen erfolgt stetig , da hat der Hörer recht – aber diese Dornfortsätze bilden sich ebenso stetig wieder zurück. Im normalen adulten Gehirn ist solch ein Turnover jedoch insgesamt eher gering.
Das bedeutet nicht, dass gleichzeitig auch die Dendriten wachsen. Im Gegenteil, die Dendritenverzweigungen der Pyramidalzellen sind im Normalbetrieb (meint, keine pathologische Situation) über die Zeit erstaunlich stabil. Das zeigen Imaging Studien in sensorischen Feldern der Hirnrinde bei Nagetieren. In diese Richtung hatte ich argumentiert.
Abhängig vom Alter und den Lebensumständen müsste man eher fürchten, dass Dendriten (und ganze Neuronen) nach und nach verloren gehen, sei es durch Tau-Pathologien, Stressoren, oder weil manch eine/r die armen Zellchen abends in der Kneipe “versäuft”.
Neurogenese im Hippocmapus
Vielen Dank, Arvid, und auch an Frau Wahle, für die ausführliche Antwort!
Angenommen das Dendritenwachstum spielt sich tatsächlich nur in frühen Lebensphasen ab, so geschieht dies ja vermutlich zu großen Teilen auf genetischer Grundlage und nur in zweiter Instanz auf Lernvorgängen (weil z.B. häufig aktivierte Netze potentielle Neurotrophine für weitere Dendriten beanspruchen und diese deshalb nicht ausreifen).
Interessant ist aber, dass die Neurogenese im adulten Hippocampus wohl in erster Linie auf Lernvorgängen beruht.
(Hierzu: http://www.gehirn-und-geist.de/alias/neurogenese/nachwuchsfoerderung-im-gehirn/995550)Und dass hier ebenfalls Dendriten auswachsen müssen, steht wohl außer Frage.
Wenn man genauer drüber nachdenkt ist eine plastische Veränderung wie das Auswachsen eines Dendriten doch ziemlich drastisch in einem so fein verschalteten Netzwerk. Dennoch stellt sich mir die Frage, ob eine solch grobe Änderung der Verhältnisse nicht gerade eine gute Grundlage für das Lernen von Neuem, wenn nicht gar für Kreativität, ist. Ähnelt es doch eher weniger einer Verstärkung vorhandener Verbindungen, als viel mehr einem “Wachstum ins Blaue hinein”. Die Regulierung des Dendritenwachstums ist wohl kaum mit der normalen Konsolidierung Synapsen zu vergleichen.
Es macht also durchaus Sinn, dass dies nicht die Grundlage aller Lernvorgänge im Hirn ist und sich nur in einzelnen Bereichen, wie eben dem Hippocampus (oder dem Riechkolben) abspielt. Aber wer weiß, vielleicht werden ja noch weitere Bereiche gefunden, bei denen auch im adulten Gehirn das Dendritenwachstum eine wichtige Rolle spielt.
Ich musste einfach noch mal meinen “Senf” dazu geben.
Gruß