Wie helle, gelbe Blitze ziehen sich die sogenannten dendritischen Dornen hier durch ein Mäusehirn. Sie sitzen auf den Dendriten, den feinen Verästelungen von Nervenzellen, über die Informationen aufgenommen werden, und bilden die Kontaktstellen zu anderen Zellen. Zu sehen ist ein „Hotspot“, in dem besonders viele dieser Dornen dicht beieinanderliegen.
Entdeckt haben Forschende um Ryo Egashira von der Kyushu Universität in Japan diese bislang unbekannte Struktur, als sie die Großhirnrinde von Mäusen untersuchten. Diese besteht aus sechs Schichten und bildet hochkomplexe neuronale Netzwerke. Das Team konzentrierte sich auf Nervenzellen der fünften Schicht, die viele Signale bündeln und Informationen zwischen den Arealen weiterleiten. Mithilfe hochauflösender Mikroskopie konnten die Forschenden erstmals die Verteilung dendritischer Dornen entlang ganzer Nervenzellen sichtbar machen.
Der Fund stellt die gängige „adolescent synaptic pruning“-Hypothese infrage, nach der das Gehirn in der Jugend vor allem synaptische Verbindungen abbaut. Denn Entwicklungsanalysen zeigten, dass solche neuronalen Hotspots in frühen Lebensphasen von Mäusen noch fehlt: Bei jungen Tieren sind die Dornen relativ gleichmäßig verteilt. Erst während der Jugend verdichten sie sich und bilden solche Verdichtungen der Synapsen aus. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass in dieser Phase nicht nur Verbindungen verschwinden, sondern an bestimmten Stellen auch neu entstehen. Wird dieser Aufbau gestört, könnte das bei zumindest einigen Formen von Schizophrenie eine entscheidende Rolle spielen, sagt Egashira.
Um diese Vermutung zu prüfen, untersuchte das Team Mäuse mit Mutationen in Genen, die mit Schizophrenie in Verbindung stehen. Während die Dichte dendritischer Dornen bei diesen Tieren in den ersten Lebenswochen noch normal war, war die Neubildung während der Jugend deutlich gestört. Dadurch konnte sich der synaptische Hotspot nicht richtig ausbilden. Allerdings basiert die Studie auf Mäusen, und es ist nicht klar, ob ähnliche Prozesse auch im Gehirn von Primaten oder Menschen ablaufen.
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