Ein neuer Hauptdarsteller

Indem neue Synapsen angelegt werden, wird die Informationsübertragung effektiver. Aus einem Datenpfad erwächst ein Datenhighway – ein Prozess, den die Wissenschaftler „Langzeitpotenzierung“ nennen. „Bei gleichem Input bekommen Sie dann am anderen Ufer der Synapse mehr Erregung“, sagt Sigrist. Wie sich zeigt, ist die Dynamik der Glutamat-Rezeptoren auch dabei ein Schlüsselprozess. Tatsächlich, so enthüllen elektronenmikroskopische Aufnahmen, knüpfen beide Seiten der Synapse nur sehr zaghaften und lockeren Kontakt, wenn die Proteine fehlen.

Durch Reizung potenzierte Synapsen indes streiten regelrecht um Botenstoffe, haben Sigrists Kollegen vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie an Hirnschnitten mit intakten Nervenverknüpfungen ermittelt. So schwächen besser verstärkte Synapsen schwächere Verbindungen in der Nachbarschaft, indem sie Ressourcen abziehen. „Bereiche, die aktiver an Lernen und Gedächtnis beteiligt sind, können weniger aktive Bereiche hemmen“, sagt Tobias Bonhoeffer, Abteilungsdirektor am Martinsrieder Institut – was womöglich zum Löschen nicht mehr benötigter Informationen und damit zum Vergessen führt.

Ähnliches hat Sigrist in seinem Modellorganismus noch nicht gesehen. Ohnehin bleibt es schwierig genug, die wirklich wichtigen Prozesse bei der Plastizität zu entlarven. Schon an einigen der vielen „Stellrädchen“, sagt der Neurobiologe, habe sein Team gedreht. Aber selbst wenn man einen Teil der beteiligten Proteine gentechnisch ausschaltet, „ist der Rest der Mannschaft noch immer stark genug, um neue intakte Synapsen zu kreieren“. Um dennoch die plastischen Hauptdarsteller aufzuspüren, will Stephan Sigrist jetzt die Transportraten der Proteine in den Fliegenlarven abbilden und die Erkenntnisse auf Säugetiere übertragen. Denn nicht nur die Proteine sind ähnlich, „sondern auch die Logik des ganzen Systems“.

aus: MaxPlanckForschung 1/2005; Autor: Klaus Wilhelm