Hirnverletzung bringt den Rhythmus des Gedächtnisses aus dem Takt
Nach einer Gehirnerschütterung oder einer schwereren Hirnverletzung kämpfen viele Menschen mit anhaltenden Gedächtnisproblemen. Forschende haben nun kartiert, welche Hirnsignale dabei gestört sind. Die Ergebnisse verweisen auf konkrete Ansatzpunkte für die Behandlung.
Traumatische Hirnverletzungen (TBI) hinterlassen bei vielen Betroffenen dauerhafte Beeinträchtigungen des Lernens und des Gedächtnisses. Über die genauen elektrophysiologischen Störungen, die diesen Problemen zugrunde liegen, war bislang wenig bekannt.
Die Forschenden setzten hochdichte Elektroden ein, um die Hirnaktivität von Ratten nach einer experimentell induzierten Hirnverletzung detailliert zu messen. Ihr Fokus lag auf dem Hippocampus, der Hirnregion, die für die Gedächtnisbildung unverzichtbar ist. Die Ergebnisse wurden in eLife veröffentlicht.
Gestörte Kopplung zwischen Hirnwellen
Normales Gedächtnisspeichern setzt die Koordination zweier Arten von Hirnwellen voraus. Theta-Wellen sind langsame, rhythmische Schwingungen, die bei der Navigation und beim Gedächtnisabruf aktiv sind. Gamma-Wellen sind schnellere Schwingungen, die detaillierte Informationen kodieren. Unter normalen Bedingungen sind beide miteinander verknüpft: Gamma-Wellen schmiegen sich in die Täler der Theta-Wellen ein. Bei verletzten Ratten war diese Kopplung – fachsprachlich als Phasen-Amplituden-Kopplung bezeichnet – im Hippocampus deutlich vermindert. Auch die Synchronisation der Neuronen mit der Hintergrundaktivität war in den verletzten Gehirnen schwächer ausgeprägt.
Konkrete Ansätze für die Therapie
Die Studie zeigte zudem, dass sogenannte Sharp-Wave-Ripples – kurze Gedächtniskonsolidierungsschübe, die in Ruhephasen auftreten – bei verletzten Ratten abgeschwächt waren. Zusammengenommen beschreiben diese drei Störungen ein Hirnnetzwerk, das seinen zeitlichen Takt verloren hat. Die Forschenden schlagen vor, dass gezielte Hirnstimulation zur Wiederherstellung der normalen Synchronisation ein vielversprechender Behandlungsansatz sein könnte. Ob dies beim Menschen funktioniert, muss in klinischen Studien geklärt werden. Aus Longevity-Perspektive ist die Studie relevant, da TBI-bedingter kognitiver Abbau sich teilweise mit altersbedingten Gedächtniseinbußen überschneidet.