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Medizin

Gliazellen entscheidend für die zeitliche Verarbeitung akustischer Signale im Gehirn

Mittwoch, 2. Dezember 2020

/Jürgen Fälchle, stock.adobe.com

Göttingen/Berlin – Nervenzellen könne die zeitliche Abfolge akustischer Signale nur dann verarbeiten, wenn sie mit bestimmten myelinbildenden Gliazellen zusammen­arbeiten. Das berichten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für experimentelle Medizin in Göttingen und der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Ihre Arbeit ist in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen (DOI: 10.1038/s41467-020-19152-7).

Die Wissenschaftler untersuchten in ihrer Arbeit die Rolle des Myelins – einer von sogenannten Oligodendrozyten gebildeten elektrischen Isolierung der Axone. Die Gliazellen erhöhen über die Myelinbildung die Nervenleitgeschwindigkeit. Darüber hinaus versorgen die Oligodendrozyten die Nervenzellen mit Energie in Form von Laktat.

Die Wissenschaftler um Livia de Hoz und Klaus-Armin Nave haben für ihre Studie die neuronale Aktivität der für das Hören spezialisierten Hirnrinde in genetisch veränderten Mäusen gemessen, die unterschiedliche Mengen an Myelin produzieren.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass weniger Myelin mit geringerer Nervenzellaktivität auf wiederholte akustische Reize einher geht“, erläutern die Wissenschaftler. Es zeigte sich auch, dass die Nervenzellen der Mäuse mit weniger oder keinem Myelin kurze Pausen innerhalb eines langanhaltenden Tons schlechter identifizieren konnten. Beim Menschen ist diese Fähigkeit zum Beispiel eine wichtige Voraussetzung für die Spracherkennung.

Die Arbeitsgruppe ergänzte ihre elektrophysiologischen Experimente durch Lern- und Verhaltensstudien. Ähnlich wie bei der neuronalen Aktivität zeigte sich auch hierbei, dass die genetisch veränderten Mäuse mit wenig oder keinem Myelin die in langen Tönen eingebetteten Pausen nicht als solche wahrnehmen konnten.

„Myelin ist unabhängig von der eigentlichen Nervenleitgeschwindigkeit wichtig, damit Nervenzellen die zeitliche Abfolge akustischer Reize korrekt entschlüsseln können“, erläutert Nave.

Aber welcher besondere Aspekt der Oligodendrozytenaktivität ist für die Erkennung und Trennung der akustischen Reize entscheidend? Die Forschenden untersuchten zur Beantwortung dieser Frage eine dritte Mausmutante, bei der lediglich die Energiezufuhr von Gliazellen zu den Axonen verringert ist, die ansonsten aber normale Myelinwerte aufweist. Diese Tiere zeigten die gleichen Defizite der zeitlichen Kodierung akustischer Signale.

„Dieses Ergebnis macht es sehr wahrscheinlich, dass auch beim Verlust des Myelins die geringere Energieversorgung durch Gliazellen ein entscheidender Faktor für die Defizite bei der Verarbeitung akustischer Reize ist“, erläutert die Erstautorin der Arbeit, Sharlen Moore. © hil/aerzteblatt.de

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