JGW-SchülerAkademie Papenburg 2011 - Jugendbildung in ...

3 Auf der Suche nach dem Gedächtnis
der Synapse beitragen: die Langzeitpotenzierung, auch LTP genannt, und die Langzeitdepression,
auch als LTD bekannt. Dabei spielt die Häufigkeit, mit der eine Synapse zur
Reizweiterleitung verwendet wird, eine große Rolle.
Ist die Synapse über einen längeren Zeitraum aktiv, findet LTP statt. Hierfür müssen
zeitgleich eine postsynaptische Depolarisation und eine präsynaptische Freisetzung von
Neurotransmittern stattfinden. Zunächst findet die Depolarisation statt; dadurch gibt
das Mg 2+ NMDA-Kanäle frei, durch die nun Na + in den postsynaptischen Teil gelangt.
LTP wird von zwei Faktoren aufrecht erhalten: zum einen durch die Ergänzung von
AMPA-Rezeptoren an der Postsynapse, die dadurch mehr Neurotransmitter aufnehmen
kann, zum anderen durch die erhöhte Freisetzung von Glutamat, einem Neurotransmitter,
der an eben jene Rezeptoren anbindet und dadurch Reize weiterleitet. Dieser Prozess
tritt beim Lernen auf; wird die Synapse gestärkt, lassen sich Informationen leichter
miteinander verknüpfen.
Die LTD ist das Gegenteil der LTP. Hier sind die Synapsen über längere Zeit kaum oder
gar nicht aktiv. LTD entsteht durch eine Aktivierung von Neuronen, die nicht ausreichend
ist für die Entstehung von LTP. Meist passiert dies durch eine asynchrone Aktivierung
des Neurons durch zwei andere Neurone. Als Folge werden AMPA-Rezeptoren in die
Zelle eingezogen. Diesen Vorgang nennt man Internalisierung. Möglicherweise kann es
sogar zu einer Eliminierung der kompletten Synapse kommen.
Die Plastizität der Synapse beschreibt den Prozess des Lernens im Gehirn. Veränderung
der Effizienz von Synapsen ist dabei ursächlich. Das Lernen lässt sich auch mit dem
Muskeltraining vergleichen: Häufiges Wiederholen stärkt die Verbindungen.
3.5 Patient H.M.
Im Jahr 1926 wurde ein Junge geboren, dessen Vergangenheit, Zukunft und Gegenwart
sich mit 27 Jahren dramatisch verändern sollten. Schon mit neun Jahren war er nicht
mehr der Junge Henry, sondern Patient H.M., der unter den Anfängen einer schwerer
werdenden Epilepsie litt. 18 Jahre später, mit 27, stimmte er, in Absprache mit seinen
Ärzten, einer schweren Gehirnoperation zu, da er nicht einmal mehr in der Lage war zu
arbeiten. Zu diesem Zeitpunkt vermutete man unter Neurowissenschaftlern, dass ein
bestimmter Bereich im Gehirn, nämlich Teile des Temporallappen u. a. der Hippocampus,
der Ursprungsort für epileptische Anfälle ist.
Nach vielen fehlgeschlagenen Therapieversuchen blieb H.M. als letzte Option die
Entfernung von Hippocampus und Amygdala, um seine Krankheit zu heilen. Während
einer Operation wurden im Jahr 1953 Teile des Hippocampus und die komplette Amygdala
entfernt. Nach der Operation kamen alle Wissenschaftler zu einem erstaunlichen
Ergebnis. Er war scheinbar von der Epilepsie geheilt. Kurze Zeit später hatte man jedoch
eine zweite, tragischere, Erkenntnis. Man stellte fest, dass H.M. keine neuen Erinnerungen
abspeichern konnte. Er erinnerte sich an nichts, was er tat, sobald er einmal von
seiner aktuellen Tätigkeit abgelenkt war. Dies war ein Zeichen dafür, dass das sogenannte
Arbeitsgedächtnis intakt war, während die Übertragung in das Langzeitgedächtnis
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