Psychologie aktuell: Navigationshilfe für Nervenfasern

Psychologie aktuell: Navigationshilfe für Nervenfasern
25-04-14
Navigationshilfe für Nervenfasern
Woher wissen Nervenfasern, wohin sie wachsen und mit welchen der rund hundert Milliarden
Nervenzellen des Gehirns sie eine Verbindung eingehen müssen? Wissenschaftler der Charité
- Universitätsmedizin Berlin haben jetzt zwei Moleküle identifiziert, die die Navigation
wachsender Nervenfasern steuern. Die Ergebnisse der Studie sind in der aktuellen Ausgabe
der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
© Sebastian Kaulitzki Fotolia.com
Die Aufgabe unseres Gehirns ist es, Sinneseindrücke zu verarbeiten, komplexe Verhaltensweisen zu
koordinieren und Körperfunktionen aufrecht zu erhalten. Dabei bildet die äußerste Schicht des
Großhirns, die Hirnrinde (Neokortex), das Zentrum unserer Wahrnehmungen. Hier laufen die
Informationen aus den Sinnesorganen ein, werden verarbeitet und schließlich im Gedächtnis
gespeichert. Die Verbindungen zwischen den Nervenzellen der Großhirnrinde bilden die
Nervenfasern. Sie verbinden verschiedene Regionen des Gehirns miteinander. Es gibt zwei
verschiedene Arten von Nervenverbindungen: zum einen diejenigen innerhalb einer Gehirnhälfte, die
sogenannten intra-kortikalen Verbindungen. Zum anderen gibt es die Verbindungen zwischen den
beiden Gehirnhälften, wie beispielsweise das Corpus callosum. Über das Corpus callosum werden
Informationen von der einen Gehirnhälfte in die andere übermittelt.
Wissenschaftler um Prof. Dr. Victor Tarabykin, kommissarischer Direktor des Instituts für Zell- und
Neurobiologie am Campus Charité Mitte und Principal Investigator am Exzellencluster Neurocure der
Charité, haben nun das molekulare Programm entschlüsselt, das der Bildung dieser Verbindungen
zugrunde liegt. Sie zeigen, dass insbesondere die beiden Proteine Satb2 und Ctip2 die Entstehung
der intra-kortikalen Nervenbahnen regulieren. Durch ein kompliziertes Zusammenspiel mit zwei
weiteren Proteinen (Unc5C und DCC), reagieren die wachsenden Axone auf das Vorhandensein
verschiedener Konzentrationen des Proteins Netrin. »Während der Entwicklung orientieren sich die
wachsenden Axone an chemischen Signalen, sogenannten Botenstoffen, in ihrer Umgebung. Diese
Botenstoffe können anziehend sein und Axone in eine bestimmte Richtung locken, oder sie können
abstoßend wirken und Axone von einer Stelle fernhalten«, erklärt die Erstautorin der Studie Swathi
Srivatsa. »Wir zeigen, dass die beiden Proteine Satb2 und Ctip2 als molekulare Schalter dienen und
der wachsenden Nervenfaser so ihren Weg vorgeben«, erläutert sie weiter.
Netrin wird im Gehirn in einer Region unterhalb des Neokortex hergestellt. Die Wissenschaftler fanden
heraus, dass, wenn eine Nervenzelle der Großhirnrinde Satb2 produziert, sie von Netrin abgestoßen
und sich von der Quelle des Proteins weg hin zu der anderen Hemisphäre bewegt und so das Corpus
callosum formt. Hingegen werden die Axone von Nervenzellen, die Ctip2 produzieren, von Netrin
angezogen und formieren so die intra-korticalen Verbindungen, wie beispielsweise die zur
Wirbelsäule.
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