Atombombentests bestätigen die Bildung neuer Neuronen

Forscher haben radioaktiven Niederschlag von Kernbombentests verwendet, um zu zeigen, dass in einem Teil des menschlichen Gehirns im Laufe eines Lebens neue Neuronen produziert werden können. Mehrere frühere Studien haben das Auftreten bei Ratten bestätigt, es gab jedoch keine eindeutigen Beweise dafür, dass dies auch beim Menschen auftrat.

Als zwischen 1945 und 1963 Atombomben getestet wurden, wurden mehrere radioaktive Partikel in die Erdatmosphäre freigesetzt. Unter den Isotopen, die in dem Verfahren vorhanden waren, befand sich Kohlenstoff-14, das zur Datierung von Kohlenstofftests verwendet wird, und die Teilung von Zellen bewirkt, dass Kohlenstoff aus der Umwelt in sie eingebaut wird.

Aus diesem Grund fand das von den Bomben freigesetzte Kohlenstoff-14 einen Weg in die DNA der Zellvermehrung. Die Menge an Kohlenstoff-14 in dieser DNA entsprach ihrer Konzentration in der Umwelt zum Zeitpunkt der Geburt neuer Zellen. Somit kann dieser Kohlenstoff-14 als Maß für das Zellalter sowie für die Neuronen im erwachsenen Gehirn verwendet werden.

Das Forschungsteam um Jonas Frisén vom Karolinska-Institut verwendete Gehirnzellen von 120 Personen, die zugestimmt hatten, sie für Experimente nach dem Tod zu spenden. Einige der untersuchten Zellen wiesen einen höheren Kohlenstoff-14-Gehalt auf als andere.

Dies bedeutet, dass die Zellen mit niedrigeren Konzentrationen nach 1963 produziert worden wären, als die Bombentests vorbei waren, was bewies, dass während des gesamten Lebens des Individuums neue Gehirnzellen produziert werden können.

Zum besseren Verständnis der Entstehung dieser neuen Zellen ist es jedoch geblieben. Laut Kirsty Spalding, einem der Forscher des Teams, "bestand die Idee darin, die Hippocampus-Region des Gehirns dem Rest gegenüberzustellen", um die Hypothese zu bestätigen, dass neue Neuronen nur im Hippocampus gebildet werden, der eine Schlüsselrolle spielt Gedächtnisbildung.

Das Team maß dann die Menge an Kohlenstoff-14 in der DNA von Neuronen im Hippocampus und im gesamten Rest des Gehirns. Mit komplexen Berechnungen zur Kartierung der Ergebnisse bestätigte das Team den Verdacht, dass diese Neuronen nur in diesem Bereich gebildet würden.

Dabei waren zwei Entdeckungen ziemlich überraschend. Das erste ist, dass diese Zellen nur in einem kleinen Teil des Hippocampus, dem gezahnten Gyrus, erzeugt werden. Die zweite ist, dass durchschnittlich 700 neue Neuronen pro Tag produziert werden, was einer Ersatzrate von 1, 75% pro Jahr entspricht. Außerdem lebten diese neuen Neuronen etwa drei Jahre weniger als die anderen.

Die Forscher bestätigten, dass die Probanden ab dem zweiten Lebensjahr keinen Anstieg der Neuronen zeigten, der über die im Gyrus mit Hippocampus-Zähnen gebildeten Neuronen hinausging. Gerd Kempermann vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, der nicht an der Forschung beteiligt war, sich jedoch mit der Funktionsweise des Zahnkreisels befasst hat und mit den Ergebnissen sehr zufrieden ist.

"Diese jüngeren Zellen sind für die Funktion des Zahnkreisels von entscheidender Bedeutung, möglicherweise weil sie schneller als alte Zellen reagieren können", sagt Kempermann.

Für ihn spielt der Zahnkreisel, indem er „für immer jung“ bleibt, eine Schlüsselrolle bei der Lernaufgabe, über die Gedächtnisbildung hinaus und sogar bei der Entwicklung individueller Persönlichkeiten.