Neue Studie: entscheidende Phase für neuronale Verbindungen in der Gehirnentwicklung enthüllt

BerlinWissenschaftler am Cold Spring Harbor Laboratory haben eine bedeutende Entdeckung zur Entwicklung von Mäusegehirnen gemacht. Sie identifizierten ein Protein namens mGluR1, das für die Bildung temporärer neuronaler Verbindungen verantwortlich ist. Diese kurzzeitigen Verbindungen sind entscheidend für die korrekte Entwicklung der sensorischen Schaltkreise im Gehirn. Fehlt mGluR1, bleiben diese Verbindungen zu lange bestehen und beeinträchtigen das Tastvermögen der Maus.

Das Team von Assistenzprofessorin Gabrielle Pouchelon untersucht einen Prozess namens Pruning, bei dem das Gehirn unnötige Verbindungen zwischen Neuronen abbaut. Statt langfristige Verbindungen zu betrachten, konzentriert sich Pouchelons Forschung auf frühe Verbindungen, die entfernt werden, um die Entwicklung reifer Schaltkreise zu ermöglichen.

Schlüsselresultate der Studie:

• Ein Rezeptorprotein namens mGluR1 steuert die zeitliche Regelung temporärer neuronaler Verbindungen.
• Ohne mGluR1 bleiben diese Verbindungen im Hirnbereich, der das Tastgefühl über die Schnurrhaare steuert, zu lange bestehen.
• Betroffene Mäuse zeigen ungewöhnliche Verhaltensweisen, wie dass sie nicht auf ihren Hinterbeinen stehen, um sich umzusehen.
• Dieser entscheidende Entwicklungsschritt findet während der ersten Lebenswoche statt.

Die Erkenntnisse könnten dabei helfen, Ursachen von neurodevelopmentalen Störungen wie Autismus aufzuklären. Frühe Hirnverbindungen, obwohl vorübergehend, sind wichtig für die Bildung von Gehirnschaltkreisen. Werden diese Verbindungen nicht zum richtigen Zeitpunkt abgebaut, kann dies zu sensorischen und Verhaltensproblemen führen.

Pouchelon und ihr Team entdeckten, dass mGluR1 im Gehirn von heranwachsenden Individuen anders funktioniert als bei Erwachsenen. Dies bedeutet, dass die Behandlung von Gehirnproblemen in verschiedenen Wachstumsphasen unterschiedliche Auswirkungen haben könnte. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, neue Therapien für frühkindliche Hirnbeschwerden zu entwickeln.

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Dimitri Dumontier, ein Postdoktorand im Labor von Pouchelon, war Mitverantwortlicher der Studie. Er betont, wie wichtig es ist, die Gehirnentwicklung in den frühen Stadien zu verstehen. Es ist schwierig, die Ursachen von neuroentwicklungsstörungen bei Erwachsenen oder Jugendlichen zu finden. Durch die Untersuchung der frühen Gehirnentwicklung hoffen Wissenschaftler, früher eingreifen zu können, bevor Störungen wie Autismus entstehen.

Die Entdeckung ist ein vielversprechender Schritt hin zur Entwicklung von Behandlungen, die frühzeitig die Gehirnentwicklung korrigieren können. Diese frühe Intervention zielt darauf ab, Symptome neurodevelopmentaler Störungen zu verhindern. Die Forschung von Pouchelon und Dumontier bietet zukünftige Hilfe für viele junge Menschen.

Diese Entdeckung verdeutlicht die entscheidende Rolle des Zeitpunkts für das Wachstum des Gehirns. Bei der Bildung des Gehirns müssen zahlreiche Verbindungen zur richtigen Zeit hergestellt und wieder entfernt werden. Fehler in diesem Prozess können zu Problemen wie Autismus führen.

Frühe Gehirnverbindungen ermöglichen es Wissenschaftlern, das Wachstum des Gehirns besser zu verstehen. Mit diesem Wissen streben sie an, die Gehirnentwicklung zu fördern. Frühzeitige Unterstützung könnte die Symptome von neurodevelopmentalen Störungen verringern oder verhindern.

Im Labor von Pouchelon am Cold Spring Harbor Laboratory wird erforscht, wie das Protein mGluR1 neuronale Verbindungen im Gehirn formt. Diese Forschung könnte dazu beitragen, Entwicklungsstörungen des Gehirns besser zu verstehen und zu behandeln.