Gedächtnis bei Schnecken und Menschen

Wenn Schnecken lernen, Reflexe zu kontrollieren und Menschen sich Wörter einprägen, dann basiert dies auf ähnlichen genetischen Grundlagen. Die beiden SNF-Professoren Dominique de Quervain und Andreas Papassotiropoulos von der Universität Zürich konnten dies nun erstmals aufzeigen.

Theo von Däniken

Dass die grundlegenden Zellprozesse im Zusammenhang mit dem Gedächtnis bei Tieren und Menschen ähnlich sind, war in der Forschung schon lange vermutet worden. «Aus der Forschung mit Schnecken, Fliegen oder Mäusen wissen wir relativ gut, welche Gene für Gedächtnisleistungen relevant sind», erläutert Dominique de Quervain. Da diese Gene bei verschieden Tierarten ähnlich sind lag der Schluss nahe, dass auch beim Menschen vergleichbare – so genannte homologe Gene – die Gedächtnisprozesse steuern.

Dominique de Quervain (l.) und Andreas Papassotiropoulos (r.) sind den genetischen Grundlagen des Gedächtnisses auf der Spur. (Bild: Jos Schmid)

«Uns ist es nun erstmals gelungen, diese Vermutung zu bestätigen», so Andreas Papassotiropoulos. Die beiden Forscher untersuchten mehrere Gene, die für die Herstellung von Signalmolekülen in Nervenzellen verantwortlich sind. Die Ergebnisse wurden am Dienstag in der Online-Ausgabe der Zeitschrift «Proceedings of the National Academy of Sciences»  (PNAS) veröffentlicht.

Was Schnecken lernen

Selbstverständlich sind die Gedächtnisfunktionen des Menschen sehr viel komplexer als die einer Schnecke. «Bei einer Schnecke können Lern- und Gedächtnisfunktionen etwa beim Fühler-Rückzugsreflex studiert werden,» erklärt de Quervain. Wenn man beispielsweise die Fühler einer Schnecke berührt, so zieht sie sie reflexartig ein. Wiederholt man das mehrere Male hintereinander, nimmt dieser Reflex ab. Die Schnecke hat gelernt, den Reflex zu kontrollieren.

In ihren Untersuchungen bei Menschen befassten sich de Quervain und Papassotiropoulos mit dem Alltagsgedächtnis von Menschen, konkret mit dem Lernen von Wörtern. Untersucht wurden die grundlegenden genetischen Mechanismen, die bei der Speicherung von Informationen beteiligt sind. Die beiden Forscher fanden heraus, dass dieser Speicherprozess beim Menschen durch ähnliche Gene bestimmt wird, wie der Speicherprozess bei Schnecken.

Gedächtnisleistung spiegelt sich in den Genvariationen

Den Testpersonen wurde nach dem Gedächtnistest Blut entnommen, aus dem wiederum DNA isoliert wurde. Die Untersuchung der Gene ergab, dass Variationen in den untersuchten Genen mit Unterschieden in der Gedächtnisleistung korrelierten. «Daraus konnten wir sehen, welche Gene oder Genprodukte für die Gedächtnisleistung wichtig sind», so Papassotiropoulos. Die beiden Forscher fanden ebenfalls heraus, dass es einen Bezug zwischen den Genvariationen und den Aktivitäten im Hippocampus gibt, einer für das Gedächtnis wichtigen Region im Gehirn.

Neue Gene entdecken

Die Vorgehensweise von de Quervain und Papassotiropoulos erlaubt es zudem, gezielt nach neuen Genen zu suchen, die an den Gedächtnisfunktionen beteiligt sind. «Damit können wir auch Genen auf die Spur kommen, die wir noch nicht aus Versuchen mit Tieren kennen», so die Forscher. «Beispielsweise solchen, die erst in einer späteren Phase der Evolution dazu gekommen sind.» Genau das wollen sie in einem nächsten Schritt denn auch tun

Die Versuche könnten dazu beitragen, spezifischere Kenntnis über die Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses auf zellulärer und molekularer Ebene zu erhalten. Erkenntnisse, die auch in die Entwicklung neuartiger Medikamente zur Behandlung von Gedächtnisstörungen einfliessen könnten.

«Lernen und Gedächtnis»  ist auch Thema der diesjährigen BrainFair, die vom 13. - 18. März stattfindet. Informationen und Programm finden Sie unter www.brainfair-zurich.ch.

Theo von Däniken ist Redaktor von unipublic

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