Gehirnentwicklung: Stabil trotz ständigem Umbau

Der klassische Aufbau einer Nervenzelle: Über die verzweigten Dendriten (rechts) nimmt die Zelle Signale von anderen Nervenzellen auf und verarbeitet sie (Input). Das lang gestreckte, durch Gliazellen isolierte Axon überträgt die Signale auf die Dendriten anderer Nervenzellen (Output). Grafik: MattLphotography/Shutterstock

Eine Nervenzelle nimmt typischerweise über ihre verästelten Zellfortsätze, die Dendriten, Reizsignale auf und verarbeitet sie, bevor sie die Signale über einen langgestreckten Zellfortsatz, das Axon, an andere Nervenzellen weiterleitet. Im Gegensatz zu bisherigen Annahmen ist diese Reaktion der Nervenzelle dabei unabhängig von Form oder Größe des Dendriten. Das bedeutet, dass sich die Input-Output-Funktion von Neuronen praktisch nicht verändert, wenn Dendriten etwa während der Entwicklung des Gehirns massive strukturelle Veränderungen erfahren.

Wisssenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Hermann Cuntz vom Ernst-Strüngmann-Institut, Prof. Thomas Deller vom Institut für Anatomie der Goethe-Universität Frankfurt und Prof. Peter Jedlicka vom 3R-Zentrum der Universität Gießen haben dieses neue Prinzip jetzt erstmals beschrieben und als „Dendritische Konstanz“ bezeichnet: Nervenzellen mit sehr unterschiedlichen Größen und Formen ihrer Dendriten weisen eine überraschende Gleichheit auf.

Die dendritische Konstanz wirkt auch teilweise den Schäden entgegen, die durch verschiedene Hirnerkrankungen wie Alzheimer oder Epilepsie verursacht werden. Das Prinzip der dendritischen Konstanz kann ferner auf künstliche neuronale Netze übertragen werden und deren Lernleistung verbessern, wie eine Folgestudie zeigte.

Quelle: https://www.esi-frankfurt.de/de/news/2021-12-13_cuntzdendriticconstancy/ und https://www.uni-giessen.de/ueber-uns/pressestelle/pm/pm02-22dendritische_konstanz

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