Mathematik beflügelt Gehirnforschung

EMBARGO DATE: August 10, 2015 at 3:00 PM U.S. Eastern Time (9:00 PM Central European Time)
Mathematik beflügelt Hirnforschung
Das menschliche Gedächtnis besteht aus unterschiedlichen Vorgängen wie Lernen, Erinnern und
Vergessen. Jedoch lassen sich diese Prozesse nicht direkt untersuchen. Wissenschaftlern der
Universität Basel ist es nun gelungen, diese Vorgänge in einem mathematischen Modell zu
beschreiben. Dadurch konnten die Forscher erstmals Gene identifizieren, welche die einzelnen
Gedächtnisprozesse steuern. Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der aktuellen Ausgabe des
Wissenschaftsmagazins PNAS.
Dank dem Gedächtnis können wir Fremdsprachen lernen, Prüfungen bestehen und uns an schöne
Erlebnisse erinnern. Dabei wirken verschiede kognitive Prozesse zusammen, um eine optimale
Gedächtnisfunktion zu gewährleisten. Informationen werden zunächst gelernt und dann
abgespeichert. Später, wenn wir uns erinnern möchten, sind
wir darauf angewiesen, dass auch der Abrufprozess
einwandfrei funktioniert.
Ob die diversen Gedächtnisprozesse von identischen oder
unterschiedlichen Genen und molekularen Mechanismen
gesteuert werden, ist weitgehend unbekannt. Ein Grund dafür
ist, dass viele dieser Prozesse nicht direkt messbar – und
damit für die Forschung unzugänglich – sind.
Der Mathematiker Dr. Gediminas Luksys von der transfakultären Forschungsplattform der
Universitären Psychiatrischen Kliniken Basel und der Fakultät für Psychologie der Universität Basel
hat nun erstmals mit einem Computermodell die verschiedenen Gedächtnisprozesse beim Menschen
beschrieben. Dazu wurden Daten von über 1700 Personen verwendet. Dank diesem Modell ist es
gelungen, diese Prozesse messbar zu machen und genetische Analysen spezifisch für die einzelnen
Gedächtnisvorgänge durchzuführen.
Einzelne Prozesse beruhen auf verschiedenen genetischen Grundlagen
Die Resultate zeigen, dass bei unterschiedlichen Gedächtnisprozessen auch unterschiedliche GenNetzwerke involviert sind: So konnte beispielsweise ein Transportprotein-Netzwerk mit dem
Lernprozess und ein Zellhaftungs-Netzwerk mit der Gedächtnisabspeicherung in Verbindung
gebracht werden. Diese Ergebnisse tragen dazu bei, die komplexen Abläufe des menschlichen
Gedächtnisses zu verstehen, um später auch spezifische Therapien für unterschiedliche
Gedächtnisstörungen zu entwickeln.
Die aktuelle Studie ist Teil des Basler Genetik-Gedächtnis-Projekts, welches von Prof. Dominique de
Quervain und Prof. Andreas Papassotiropoulos geleitet wird. Die beiden Leiter der transfakultären
Forschungsplattform setzen sich dafür ein, diese Ergebnisse aus der Grundlagenforschung
schnellstmöglich in Therapieprojekte zu überführen.
Originalbeitrag
Computational dissection of human episodic memory reveals mental process-specific genetic
profiles. Gediminas Luksys, Matthias Fastenrath, David Coynel, Virginie Freytag, Leo Gschwind,
Angela Heck, Frank Jessen, Wolfgang Maier, Annette Milnik, Steffi G. Riedel-Heller, Martin Scherer,
EMBARGO DATE: August 10, 2015 at 3:00 PM U.S. Eastern Time (9:00 PM Central European Time)
Klara Spalek, Christian Vogler, Michael Wagner, Steffen Wolfsgruber, Andreas Papassotiropoulos,
Dominique J.-F. de Quervain. Proc Natl Acad Sci U S A.
Weitere Auskünfte:
Prof. Dr. Dominique de Quervain, Universität Basel, Transfakultäre Forschungsplattform Molecular
and Cognitive Neurosciences, Tel. +41 61 267 02 37, E-Mail: [email protected]
Link: https://mcn.unibas.ch/
Legende: Wissenschaftlern der Universität Basel ist es gelungen, einzelne Gedächtnisprozesse wie
Lernen, Erinnern und Vergessen in einem mathematischen Modell zu beschreiben. (Bild: MCN,
Universität Basel)