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Brainmapping und Genforschung
- Alkoholismus, Depression, Angststörungen - sind die Gene schuld?
- Neue Erkenntnisse über Signalübertragung zwischen Nervenzellen
- Brainmapping: Studie erforscht Gehirnwachstum bei Kindern
- Lernen durch Nachahmung
Alkoholismus, Depression, Angststörungen – sind die Gene schuld?
Erkenntnisse der Genforschung lassen vermuten, daß etliche psychische Erkrankungen auf Genveränderungen zurückgeführt werden können. In letzter Zeit sind in den USA und in Europa entsprechende Forschungsberichte über Alkoholismus, Depression, Suizidneigung und für Angsterkrankungen veröffentlicht worden. Hier ein kurzer Überblick:
Alkoholismus und Depression:
Laut einem Bericht im American Journal of Psychiatry konnten Wissenschaftler einen Bereich auf dem Chromosom 1 eingrenzen, dessen Veränderung die Betroffenen für Alkoholismus und/oder Depression anfällig macht. Die Existenz eines solchen Bereichs, der beide Erkrankungen betrifft, wird als Erklärung dafür gewertet, warum Alkoholismus in manchen Familien oft gehäuft auftritt und diese Familien außerdem häufiger als andere Familien von Depressionserkrankungen betroffen sind.
Suizidneigung:
Französische und Schweizer Wissenschafter haben eine genetische Veränderung entdeckt, die beim Betroffenen zu einem dreifach höheren Risiko führt, Selbstmord zu begehen. Die genetische Veränderung am Serotonin Transporter Gen reduziert die Fähigkeit von Gehirnzellen Serotonin aufzunehmen. Serotonin ist ein chemischer Botenstoff im Gehirn, der an der Regulation von Stimmung, Gefühlen, Appetit und Schlaf beteiligt ist. Die Forscher berichten in der Maiausgabe der Zeitschrift “Molecular Psychiatry” über eine Korrelation zwischen einer niedrigen Serotoninaufnahme-Aktivität im Gehirn und gewalttätigem Verhalten, das auch Selbstmord als gegen sich selbst gerichtete Gewalt umfaßt.
Angsterkrankungen:
Hier wurde von einem spanischen Wissenschafter eine Verdoppelung von genetischem Material am Chromosom 15 entdeckt. Von mehr als 200 Menschen mit verschiedenen Formen von Angsterkrankungen, wie soziale Phobien, Panikattacken oder Angst vor offenen Plätzen hatten 97 Prozent diese Veränderung am Chromosom 15, dagegen nur 7 Prozent von einer Kontrollgruppe, bestehend aus 189 Menschen ohne Angsterkrankungen. Da die Veränderung nicht in allen Zellen der Betroffenen gefunden wurde wird jetzt angenommen, daß sie nicht vererbt, sondern durch Umwelteinflüsse erworben oder durch eine Veränderung in anderen Genen provoziert wird. Da auch Menschen ohne Angsterkrankung eine Verdopplung von genetischem Material am Chromosom 15 aufwiesen vermutet der Wissenschaftler, daß diese Veränderung lediglich die Anfälligkeit für eine Angsterkrankung erhöht, diese aber nicht selbst auslöst.
Quelle: www.psycport.com
Neue Erkenntnisse über Signalübertragung zwischen Nervenzellen
Wissenschaftern der Stanford Universität in Kalifornien konnten nun eine wichtige Lücke im Verständnis von der Arbeitsweise des menschlichen Gehirns, schließen. Sie konnten nachweisen, daß die Gliazellen direkt verantwortlich sind für die Anzahl von synaptischen Verbindungen, die von Neuronen aufgebaut werden. Die Forscher hoffen, damit einen Schlüssel für weitere Erkenntnisse über den Aufbau des Gedächtnis und über die Ursachen von einigen Gehirnerkrankungen wie die degenerative Lou-Gehrig-Krankheit gefunden zu haben.
Neuronen sind Nervenzellen, die Informationen durch elektrochemische Signalübertragung senden und empfangen koennen. Synapsen sind die Kontaktstellen eines Neurons zum anderen und spielen dadurch die zentrale Rolle bei der Signalübertragung. Ihre Gesamtzahl im menschlichen Gehirn wird auf etwa 100 Billionen geschätzt. Die Gliazellen wurden lange Zeit für ein passives Stütz- und Füllgewebe für die Neuronen gehalten (Glia = Kitt). Gliazellen haben den größten Anteil an allen Gehirnzellen und erscheinen als rund um die Nervenzellen angeordnete Satellitenzellen. Man unterscheidet verschiedene Arten von Gliazellen. Auf jedes Neuron kommen circa 10 Gliazellen. Einige Beobachtungen über eine Art energetische Koppelung zwischen Gliazellen und Neuron hatten schon vor Jahrzehnten darauf hingewiesen, daß die rolle der Gliazellen unterschätzt sein mag. Die Neurobiologen Ben Barres und Erik Ullian von der Stanford Universität haben nun in der jüngsten Ausgabe des Journals Science ihre Entdeckungen über die Rolle von Astrocyten, eine spezielle Gliazelle, veröffentlicht.
Demnach ist die Anzahl der von den Neuronen gebildeten Synapsen von der Nähe von Astrocyten abhängig. Junge Neuronen ohne Astrocyten in der Nähe formen nur einige unreife Synapsen. Barres und sein Team haben im Labor Astrocytencellen zu Neuronen dazugefügt und daraufhin bildeten die Neuronen die siebenfache Menge von starken Synapsen. In einem anderen Experiment wurden die Astrocyten-Zellen entfernt, daraufhin begannen die Synapsen zu schrumpfen.
Diese Erkenntnisse können große Bedeutung für die Behandlung von Gehirnverletzungen und einigen Erkrankungen bekommen. Nach Gehirnverletzungen wurden bei mikroskopischer Untersuchung von Zellen aus dem verletzten Bereich Gliosis entdeckt, das ist eine abnormale Ansammlung von Gliazellen im Verletztungsbereich. Die Forscher meinen, theoretisch sei es möglich, daß die Gliazellen nach einer Verletzung “überreagieren” und dadurch die Neuronen zu der Bildung von zu vielen Synapsen animieren. Dadurch könnte es zu einer Art Überaktivitaet kommen, die zu epileptischen Anfällen führt. Ebenso sei es möglich, daß die Gliazellen eine Rolle beim Neuronentod bei der Lou-Gehrig-Krankheit spielen. Barres will nun versuchen, das Protein zu identifizieren, das von den Gliazellen abgesondert wird und die Neuronen zur Synapsenbildung anregt.
Quelle: www.sciencemag.org, 26.1.2001 und Guttmann, Lehrbuch der Neuropsychologie, Verlag Huber, 1990, S. 396.
Brainmapping: Studie erforscht Gehirnwachstum bei Kindern
Mithilfe neuer Abbildverfahren ist es Wissenschaftern der Universität von Kalifornien in Los Angeles nun gelungen, das Gehirnwachstum in Kindheit und Jugend genauer zu erforschen. Für die Untersuchung wurde ein MRI (Magnet Resonance Imaging) Scanner verwendet. Kinder im Alter von 3 bis 15 Jahren wurden mit diesem Verfahren in unterschiedlichen Zeitabständen, von zwei Wochen bis zu vier Jahren, wiederholt untersucht. Durch den Vergleich der Bilder pro Kind konnten die Wissenschafter erkennen, welche Teile des Gehirns in einem bestimmten Lebensabschnitt sich weiterentwickeln und wachsen. Dabei entdeckten sie ein Wachstum von ‘vorn nach hinten’ im Corpus Callosum, auch Balken genannt. Dieser Abschnitt des Gehirns ist sehr reich an Nervenfaserbündeln und verbindet die rechte und linke Gehirnhälfte.
Wachstum von ‘vorn nach hinten’
Kinder im Alter von drei bis sechs Jahren zeigten eine hohe Wachstumsrate im vorderen Teil des Corpus Callosum, der Gebiete der Frontallappen (Stirnlappen) miteinander verbindet. Dieses Ergebnis bestätigt bisherige Annahmen über die Aufgaben von bestimmten Gehirnregionen: Kinder lernen in diesem Alter zu planen und zu organisieren. Diese Verhaltensweisen wurden auch bisher mit der Frontalhirnregion in Verbindung gebracht.
Der hintere Teil des Corpus Callosum wächst am stärksten im Alter von 6 bis 13 Jahren. Dieser Teil verbindet Gehirnregionen, die mit der Sprachentwicklung in Verbindung gebracht werden. Die Wissenschafter vermuten, daß zunehmende Schwierigkeiten mit dem Erlernen einer neuer Sprache nach dem Alter von 12 Jahren mit dem Abschluß der Entwicklung im Corpus Callosum zusammenhängen.
Parallel zum Gehirnwachstum findet laut Erkenntnisse der Wissenschafter im Alter von 7 bis 13 Jahren auch eine Reduktion von Gehirngewebe statt, und zwar im Nucleus caudatus, einem Teil der Basalganglien in der Tiefe des Gehirns. Dieser Teil ist in Zusammenhang mit Bewegung aktiv und eine Störung innerhalb dieser Region wird für die Parkinson-Erkrankung verantwortlich gemacht. Die gemessene Reduktion im Nucleus caudatus betrug 50 Prozent. Die Wissenschafter erklären das damit, daß das Gehirn in der frühen Kindheit zunächst mehr Zellen produziert, als gebraucht werden und nicht benutzte Zellen mit der Zeit wieder absterben.
Quelle: Medical Tribune, 8. März 2000
Lernen durch Nachahmung
Kinder lernen vor allem durch Nachahmung. Einem Forscherteam, bestehend aus Wissenschaftern der Universität Los Angeles, des deutschen Max Planck Instituts und der Universität Parma in Italien, ist es jetzt gelungen, die Teile des Gehirns zu identifizieren, die am Nachahmungsprozess aktiv beteiligt sind. Ihre Erkenntnisse ermöglichen neue Einblicke in den Lernprozeß und in die Entwicklung von sozialem Verständnis durch Beobachtung anderer Menschen. In weiterer Folge können sich daraus neue Ansätze für Rehabilitationstherapien nach Gehirnverletzungen ergeben.
Nachahmung spielt eine zentrale Rolle beim Erlernen von motorischen und sozialen Fähigkeiten. Bisher war aber nicht geklärt, wie das Gehirn visuelle Informationen, die es beim Beobachten von anderen Menschen bekommt, die eine Tätigkeit ausüben, umformt in Muskelkommandos, die es dem Beobachter erlauben, die gleiche Tätigkeit auszuüben.
Das Forscherteam hat nun mithilfe der Magnet-Resonanz-Technik die Gehirnaktivität von Testpersonen analysiert, die zunächst Bilder einer einfachen Handbewegung sahen und dann diese Handbewegung selbst ausführten. Dabei stellte sich heraus, daß die Broca – Region und der rechte Parietal Cortex (Scheitellappen-Region) aktiviert waren. Die Broca-Region wurde bisher mit der Entwicklung von Sprache in Verbindung gebracht. Dabei spielt Imitation ebenfalls eine große Rolle (z.B. beim Erlernen von Dialekten). Die Forscher nehmen an, daß die Broca-Region dafür verantwortlich ist, das Ziel der Bewegung zu speichern und der Scheitellappen die Codierung der einzelnen kinetischen Aspekte der Bewegung übernimmt.