Bei der Erforschung der Mechanismen der Bildung neuer Neuronen haben Wissenschaftler herausgefunden, dass es durchaus möglich ist, „einem alten Hund neue Tricks beizubringen“. Wenn schon kein Hund, dann wenigstens eine Maus.
Von Geburt an verliert das Gehirn viele Nervenzellen, und dieser Prozess setzt sich ein Leben lang fort. Die meisten Neuronen werden im Mutterleib gebildet, und nach der Geburt degenerieren viele von ihnen. Einige Zellen können sich jedoch auch im Erwachsenen alter noch teilen – zumindest im Gehirn von Mäusen. Laut Forschern des Instituts für Immunbiologie. Max Planck in Freiburg gibt es bestimmte Arten von neuralen Stammzellen, die neue Nervenzellen erzeugen können. Während sie sich in einem jungen Organismus ständig teilen, verbleiben die meisten dieser Zellen in erwachsenen Tieren in einem "schlafenden" Zustand. Dennoch kann der Vermehrungsprozess von Neuronen wieder aufgenommen werden, beispielsweise bei erhöhter körperlicher Aktivität oder bei epileptischen Anfällen. Dies gilt für Mäuse, kann aber auch für Menschen gelten, da sich teilende Zellen auch im menschlichen Gehirn vorhanden sind.
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Wenn Sie sagen „Man kann einem alten Hund keine neuen Tricks beibringen“, meinen wir einen teilweisen Verlust der Fähigkeit, neue Informationen aufzunehmen, die mit dem Alter einhergehen. Neurale Stammzellen im Hippocampus (eine Region des Gehirns, die eine Schlüsselrolle beim Lernen und Gedächtnis spielt) können jedoch lebenslang Nervenzellen produzieren.
Experimente an Mäusen haben gezeigt, dass neue Neuronen in das neuronale Netzwerk des Gehirns eingebettet sind und einen erheblichen Einfluss auf die Lernfähigkeit haben. Allerdings nimmt die Zellneubildungsrate mit zunehmendem Alter ab, und die Gründe dafür sind bisher nicht bekannt.
Forscher konnten verschiedene Populationen neuraler Stammzellen identifizieren und zeigen, dass es aktive und ruhende (inaktive) Stammzellen im Hippocampus gibt. „Bei jungen Mäusen teilen sich Stammzellen viermal häufiger als bei alten. Außerdem ist die Anzahl dieser Zellen bei alten Tieren nur geringfügig geringer. Neurale Stammzellen verschwinden also nicht mit dem Alter, sondern bleiben in Reserve“, erklärt Verdon Taylor vom Max-Planck-Institut.
Faktoren, die die Wiederaufnahme der ruhenden Zellteilung beeinflussen, sind noch nicht gut verstanden. Es ist jedoch möglich, dass es eine Möglichkeit gibt, sie zu aktivieren. Wissenschaftler haben mehr neue Neuronen im Gehirn von körperlich aktiven Mäusen gefunden als bei ihren sesshaften Gegenstücken. Eine abnormale Gehirnaktivität, wie ein epileptischer Anfall, verursacht ebenfalls eine erhöhte Teilung neuraler Stammzellen.
Verschiedene Populationen von Stammzellen sind unter einem Mikroskop leicht zu unterscheiden. Die erste Gruppe umfasst Zellen, die sich senkrecht zur Oberfläche des Hippocampus befinden. Die meisten dieser radialen Zellen sind inaktiv. Im Gegensatz dazu bilden mehr als 80 % der horizontalen Stammzellen (die parallel zur Oberfläche des Hippocampus ausgerichtet sind) ständig neue Neuronen; die restlichen 20 % sind inaktiv, können aber regelmäßig aktiviert werden. Alle horizontalen Zellen sind durch das Vorhandensein aktiver NOTCH-, RBP-J- und Sox2-Gene vereint.
Radiale und horizontale Stammzellen unterscheiden sich nicht nur in ihrer Lage, sie reagieren auch unterschiedlich auf Reize. Wenn ein Tier körperlich aktiv ist, werden einige der radialen Stammzellen aktiv und beginnen sich zu teilen, während horizontale Stammzellen nur geringfügig durch körperliche Aktivität beeinflusst werden. Bei einem epileptischen Anfall werden hingegen überwiegend horizontale Zellen aktiviert.
Möglicherweise manifestieren sich neurale Stammzellen nicht nur im Gehirn von Mäusen. Das Vorhandensein lebenslang gebildeter Neuronen findet sich auch im menschlichen Hippocampus. Daher schlagen Wissenschaftler vor, dass auch im menschlichen Gehirn Gruppen von aktiven und ruhenden Stammzellen vorhanden sind. Sie beabsichtigen, den Zusammenhang zwischen der Bildung neuer Neuronen und dem Auftreten epileptischer Anfälle sowie die Möglichkeiten, dieses Wissen zur Behandlung verschiedener Hirnverletzungen und Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit zu nutzen, weiter zu erforschen.
