Jeder Ort, den wir besuchen, hat eine unverwechselbare Kombination von Merkmalen, die uns dabei helfen, ihn bei einem erneuten Besuch wiederzuerkennen. Der Apfelbaum vor dem Haus, die verklinkerte Fassade, der rot gestrichene Zaun – all das speichert unser Gehirn ab und verknüpft es mit diesem Ort. Bei Menschen mit Epilepsie ist diese Art der Erinnerung jedoch gestört. Neben verschiedenen anderen Gedächtnisproblemen fällt es ihnen schwer sich zu erinnern, ob sie einen Ort oder einen Gegenstand schon einmal gesehen haben. Während Wissenschaftler grundlegend davon ausgehen, dass sowohl strukturelle Veränderungen im Gehirn als auch die epileptischen Anfälle selbst eine Rolle bei den Gedächtnislücken spielen, sind die genauen Mechanismen bislang wenig erforscht.
Wie Orts-Erinnerungen entstehen
Ein Team um Nicola Masala von der Universität Bonn hat nun erforscht, wie die Verarbeitung von Reizen und Erinnerung im Gehirn von Mäusen funktioniert, bei denen das Team künstlich Epilepsie erzeugt hatte. Dabei fokussierten sie sich auf den Hippocampus, eine Region im Gehirn, die eine zentrale Rolle für das Gedächtnis spielt, darunter auch für die räumliche Erinnerung. „Es gibt im Hippocampus sogenannte Ortszellen“, erklärt Masala. „Diese helfen uns, uns an besuchte Orte zu erinnern.“ Diese Ortszellen speichern bestimmte Merkmale eines besuchten Ortes ab. Werden sie durch die gleichen Reize erneut aktiviert, weckt dies bei uns die Erinnerung, diesen Ort schon einmal gesehen zu haben.
Jede Ortszelle hat eine Vielzahl an langen Ausläufern, die Dendriten. Über zahlreiche Kontaktstellen, sogenannte Synapsen, an diesen Dendriten sammeln diese Gehirnzellen Informationen, die in Form von elektrischen Potenzialen weitergeleitet werden. Bei ausreichend starken Reizen werden Ionenkanäle geöffnet, durch die positiv geladene Natrium-Ionen in die Zelle einströmen können. Die Verrechnung der Informationen erfolgt durch einen Vorgang, der als dendritische Integration bezeichnet wird: Nur wenn ausreichend viele Signale gleichzeitig eingehen, kann sich im Dendrit ein starker Spannungsimpuls bilden – ein sogenannter dendritischer Spike. Bildlich gesprochen erfolgt die Aktivierung im gesunden Gehirn nur dann, wenn zeitgleich die Information für Apfelbaum, Klinkerwand und roter Zaun eingeht.
Mäuse mit Gedächtnisstörungen
„In Mäusen mit Epilepsie ist dieser Vorgang jedoch gestört“, erklärt Masalas Kollege Heinz Beck. „Bei ihnen entstehen die Spikes schon, wenn nur wenige Synapsen gereizt werden. Auch muss die Reizung nicht exakt zur selben Zeit erfolgen.“ Mäuse mit Epilepsie konnten daher in den Experimenten der Forscher nicht unterscheiden, ob sie einen Ort oder einen Gegenstand schon einmal gesehen hatten.
