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Forscher der Universität Leipzig und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg haben in einer Studie neue Erkenntnisse über die neuronalen Grundlagen der Gedächtnisbildung bei der Fruchtfliegenlarve (Drosophila) gewonnen. Im Belohnungslernen der Insekten spielt der Botenstoff Dopamin – ähnlich wie beim Menschen – eine wichtige Rolle. Er vermittelt dem Pilzkörper, dem Gedächtniszentrum im Gehirn der Tiere, dass es eine Belohnung, etwa durch Zucker, gibt.

Bild eines Pilzkörpers: In diesem Teil des Gehirns der Fruchtfliegenlarve werden Gedächtnisse gespeichert.

Bild eines Pilzkörpers: In diesem Teil des Gehirns der Fruchtfliegenlarve werden Gedächtnisse gespeichert. Foto: Dr. Mareike Selcho/Universität Würzburg

„Durch Einsatz von Optogenetik haben wir nun künstlich in diesen Neuronen ein Belohnungsgedächtnis erzeugen können. Dies weist darauf hin, dass es eine neuronale Rückkopplungschleife gibt“, erklärt Dr. Dennis Pauls vom Institut für Biologie der Universität Leipzig. Er hat die Studienergebnisse gemeinsam mit Prof. Dr. Andreas Thum und anderen Kollegen gerade in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Die untersuchten Fruchtfliegenlarven haben ein spezifisches Gedächtnis erzeugt. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es eine komplexe Informationsverarbeitung zwischen den dopaminergen Neuronen und den Pilzkörperneuronen gibt“, sagt Radostina Lyutova von der Universität Würzburg, die Erstautorin des Artikels. „Abhängig von der aktuellen Situation oder dem Zustand des Tieres können Gedächtnisse stärker und schwächer ausgeprägt werden und sich so als Kurzzeitgedächtnis oder Langzeitgedächtnis entwickeln“, ergänzt Prof. Thum.

Dopaminerge Neurone sind auch im menschlichen Gehirn von zentraler Bedeutung, nicht nur im Belohnungssystem bei Lern- und Gedächtnisvorgängen, sondern auch bei Suchterkrankungen bis hin zu Erkrankungen wie Parkinson und Demenz.

Originaltitel der Veröffentlichung in „Nature Communications“:
“Reward signaling in a recurrent circuit of dopaminergic neurons and peptidergic Kenyon cells”, doi: 10.1038/s41467-019-11092-1

 

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