Medizin

Alzheimer-Forschung: Lernen schadet dem Hirn

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Die Alzheimer-Forschung liefert immer wieder Erkenntnisse über die Funktionsweise des gesunden Gehirns.
Die Alzheimer-Forschung liefert immer wieder Erkenntnisse über die Funktionsweise des gesunden Gehirns.
Foto: Martin Weis

Faule Schüler haben es schon immer gewusst, nun gibt es den wissenschaftlichen Beweis: Lernen führt zu neuronalen Schäden.

"Das Hirn zermartern", "den Kopf zerbrechen" - diese Ausdrücke bekommen durch die Forschung von Lennart Mucke eine ganz reale Bedeutung. Der US-Amerikaner hat nämlich herausgefunden, dass das ganz normale Benutzen des Gehirns beim Lernen oder beim Erkunden eines neuen Umfelds die DNA der Neuronen schädigt. Das ergaben Versuche mit Mäusen, die Mucke und seine Kollegen vom Gladstone Institute in San Francisco.

Die Tiere wurden in Käfige mit ungewohnten Gerüchen, unbekannten Bildern und Oberflächen gesperrt. Nach zwei Stunden hatten sie rund dreimal so viele Doppelstrang-Brüche in ihren Nervenzellen wie zuvor. Solche Schäden gelten seit langem als Hauptursache für altersbedingte Gehirnschwächen wie Alzheimer. Jeder Strang des DNA-Moleküls fungiert als Kopie des anderen. Brechen beide, geht die darin enthaltene Information verloren.

Alzheimer-Mäuse mit dauerhaften Schäden

Nach der Rückkehr in ihre gewohnte Umgebung schafften es die gesunden Mäuse, binnen 24 Stunden fast alle Schäden im Gehirn zu reparieren. Ganz anders war dies bei einer zweiten Gruppe von Mäusen, deren Gehirn mit einem für die Alzheimer-Krankheit typischen Protein angereichert war. Diese Mäuse hatte bereits in den gewohnten Umgebung doppelt bis dreimal so viele DNA-Schäden wie die gesunden Mäuse. Diese verdreifachten sich noch einmal beim Herumlaufen in dem unbekannten Käfig.

Im Gegensatz zu den gesunden Mäusen schafften es die Alzheimer-Modell-Nager aber nicht, diese Schäden schnell und vollständig zu reparieren. Auch 24 Stunden nach dem Lern-Ausflug wiesen ihre Gehirne drei- bis viermal so viele Doppelstrangbrüche auf wie die der gesunden Mäuse.

Die Studie legt nahe, dass der Prozess von DNA-Schädigungen und Reparatur zum normalen Lernen und dem Aufbau des Gedächtnisses dazugehört. Dieser Prozess ist jedoch bei Alzheimer womöglich gestört.

"Interessant und neu ist, dass das gehäufte Auftreten wie das Reparieren von Doppelstrangbrüchen womöglich Teil des normalen Lernprozesses sind", kommentiert der Neurologe Fred H. Gage vom Salk Institute in San Diego die Ergebnisse seiner Kollegen. Die Unterschiede zu dem Alzheimer-Modell-Mäusen lieferten zudem ein neues Verständnis dieser tödlichen Krankheit.

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