Das Gedächtnis und die Nervenzellen.

Wir möchten das etwas heikle Thema Gedächtnis ansprechen, indem wir Ihnen zunächst den derzeitigen Kenntnisstand vorstellen und anschließend die Funktionsweise der Neuronen erläutern. Dieser Teil befasst sich also mit der Theorie. In der Rubrik „Ratschläge“ hingegen, stellen wir Ihnen Praxistipps zur Förderung des Gedächtnisses vor.

Dr. Crook leitet seit 20 Jahren mehrere Kliniken für Gedächtnisforschung in den Vereinigten Staaten (Memory Assessment Clinics). Dr. Crook hatte ebenfalls die Leitung einer Arbeitsgruppe zusammen mit den Amerikanischen Nationalen Gesundheitsinstituten zum Thema Gedächtnis inne.Diese Institute haben bei der Ausarbeitung einer nicht pathologischen Definition der altersbedingten Gedächtnisschwäche (A.A.M.I Age Associated Memory Impairment), die in der Geriatrie als klinischer Befund anerkannt ist, Pionierarbeit geleistet.

Diese Definition beschreibt „die Gedächtnisverluste, die bei gesunden älteren Menschen in den späten Lebensjahren auftreten können.“

Das Gedächtnis ist anfällig für physiologische Alterung.

Ausgehend von mehreren Arbeitsreihen zur Analyse von Populationen von 1000 bis 2500 Personen im Alter von 18 bis 90 Jahren wurden Datenbanken entwickelt. Bei diesen Arbeiten wurden Testbatterien, die sich mit dem Zustand des Gedächtnisses im Alltag befassten, eingesetzt und es konnte ein normatives Instrument zur Messung und zum Vergleich der Gedächtniskapazitäten je Altersgruppe entwickelt werden.

Daten der neuropsychologischen Tests, die eine Anstrengung der Gedächtnisfähigkeiten im Alltag simulieren: Erinnerung an Personennamen, entweder sofort oder eine Stunde nach der Vorstellung der Personen. Die Fähigkeiten für diese Art von Übung nehmen mit dem Alter ab.

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Dr. Crook hat auch die potentielle Bedeutung solcher Verschlechterungen im Alltag erkannt: „Die Auswirkungen einer Schwächung des Sekundärgedächtnisses sind nicht trivial, sondern könnten die Funktionsfähigkeit des Einzelnen bei geistigen Tätigkeiten oder in beruflichen Situationen gefährden. Die durch Gedächtnisstörungen hervorgerufenen Verhaltensdefizite könnten sich über die Gedächtnis-Simulationstests hinaus in den Alltag ausbreiten, wie etwa die Wiedererkennung von Namen und Gesichtern nach der Vorstellung … das Gedächtnis ist ein entscheidender Faktor für fluide Intelligenz … sich zu erinnern ist eine wesentliche Komponente bei der Problemlösung, der Entwicklung von Konzepten und bei der weitsichtigen Entscheidungsfindung.Bei manchen Einzelpersonen können die Gedächtnisstörungen tiefgreifende und weitreichende praktische Auswirkungen haben.” Weiterführende Informationen finden Sie unter Studien.

Gedächtnis und Zellmembranen

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Das Gedächtnis ist ein unglaublich komplexer Prozess, bei dem zahlreiche spezialisierte Hirnareale gefordert werden: Sehareal, Hörareal, Areale für Codierung, Areale für Speicherung, Erinnerungsareal usw.… Miteinander vernetzte Nervenzellen tauschen unentwegt Signale für die Codierung, Speicherung und das Abrufen von Informationen aus. Wir werden uns bei der Betrachtung des Signalaustausches zwischen den Neuronen auf die Zellen konzentrieren.

Ganz allgemein kann man sagen, dass das Gedächtnis auf dem Durchfluss einer chemischen und elektrischen Information durch eine Zellmembran beruht.

Flexible, flüssige und dynamische Zellmembranen sind unverzichtbar :
- für stabile Lebensbedingungen der Zellen, da die Membranen Innen- und Außenbereich der Zellen abgrenzen
- für den Stoffwechsel der Zellen: auf beiden Seiten der Membran laufen Zehntausende von chemischen Reaktionen ab. Dieses rege Leben der Zelle erfordert ein optimales Funktionieren der Rezeptoren an den Membranen

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Schema einer Nervenzelle: Bei der Interaktion mit ihrer Umgebung erhält und sendet die Nervenzelle elektrische oder chemische Informationen.

 

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Schema einer Zellmembran: Die Doppelschicht aus Phospholipiden ist blau dargestellt. Das Zellinnere ist gelb dargestellt. Die Transmembranrezeptoren sind violett und grün dargestellt. Die elektrischen oder chemischen Botschaften sind als Kugeln abgebildet.

 

Die Phospholipide: Die Phospholipide sind wesentliche Bestandteile aller Zellmembranen. Diese Bausteine haben eine doppelte Polarität: Einen Pol der Wassermoleküle anzieht und einen Pol, der diese abstößt. Die Phospholipide sind in zwei Schichten angeordnet und bilden ein als „Lipiddoppelschicht“ bezeichnetes Netz, das die Membran undurchlässig macht. cognito Detailansicht einer Zellmembran. Die Doppelschicht aus Phospholipiden ist rosa dargestellt. Die Transmembranrezeptoren sind in die Membran eingebettet.

Das Altern des Gedächtnisses geht mit dem Altern der Neuronenmembranen einher

Alterung, Stress und Oxidation schwächen diese feinen Membranen. Diese mit dem Alter einhergehende Schwächung führt zu einem Verfall der kognitiven Fähigkeiten und des Gedächtnisses. Mit zunehmendem Alter tendieren die Membranen der Nervenzellen zur Versteifung, was dem Austausch zwischen den Neuronen schadet.

Die schlechtere Beschaffenheit der Membranen (unten schematisch dargestellt) führt zu:
» Einer schlechten Positionierung der Rezeptoren für die Botschaften im Inneren der Membran.
» Weniger guten Informationsübertragungen zwischen den Nervenzellen.

cognito Zeichnung einer beschädigten Membran Hat die Beschaffenheit der Doppelschicht aus Phospholipiden sich verschlechtert und ihr Phosphatidylserin-Gehalt sich verringert,…
…dann ist der Transmembranrezeptor (violett) schlecht ausgerichtet. Folge:Schlechterer Empfang der Botschaften

Wir haben die Auswirkung des Alterns im Bereich der am Gedächtnis beteiligten Nervenzellen schematisch dargestellt.Der natürliche Trend ist die Verlangsamung der Austauschprozesse.

echange Im Hintergrund:
Darstellung des Netzes aus Nervenzellen, die an den synaptischen Kontakten miteinander interagieren Die Synapsen sind in Form von „Saugglocken" dargestellt!
Im Vordergrund, blau: Detailansicht einer sendenden Nervenzelle mit
oben: ihrer Faser zur Leitung von elektrischen Impulsen (Axon), dann das synaptische Endknöpfchen, das als „Pilz“ oder „Blütenknospe“ beschrieben werden kann, mit Freisetzung der Neurotransmitter (als Säckchen blauer Murmeln gezeichnet), die von der Empfänger-Nervenzelle aufgenommen werden.
Im Vordergrund, unten: Detailansicht der Membran einer Empfänger-Nervenzelle
Die Ordnung der Phospolipide der Membran ist gestört. Geringer Gehalt an Phosphatidylserin (eine Art von Phospholipid, rot dargestellt, in der Nähe der Rezeptoren (violett).
Folge: Schlechtere Zuverlässigkeit beim Empfang der Botschaft

Man stellt eine Verschlechterung des Austauschs zwischen den Neuronen, insbesondere im Bereich der chemischen Botenstoffe, den Neurotransmittern, fest:
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Detailansicht der synaptischen Übertragung:  Die verschiedenen Neurotransmitter (chemische Botenstoffe) sind als Säckchen mit grünen oder blauen Murmeln dargestellt.

Freisetzung der Botschaft durch die sendende (präsynaptische) Nervenzelle und Aufnahme durch die postsynaptische Nervenzelle

Die altersbedingte Gedächtnisschwäche steht in Zusammenhang mit einem Effizienzverlust bei der Übertragung durch verschiedene Neurotransmitter.

Insbesondere:
1) ACETYLCHOLIN, ein für viele Funktionen, darunter das Gedächtnis, wesentlicher Neurotransmitter
2) DOPAMIN, ein stimmungsregulierender Neurotransmitter, der die Körperempfindungen und die Bewegung steuert und bei Erinnerungsprozess eine Rolle spielt.          
3) GLUTAMAT, ein wesentlicher Neurotransmitter für das Lernen und das Gedächtnis