Das Hirn ist ein Wunderwerk der Natur: Damit es funktioniert, müssen Milliarden von Nervenzellen auf korrekte Weise miteinander verbunden werden. Die Entstehung dieses Nervengeflechts verläuft allerdings nicht immer zielgerichtet und fehlerfrei, wie die Universität Basel am Mittwoch mitteilte.

Ein Forschungsteam um Peter Scheiffele vom Biozentrum der Uni Basel hat nämlich entdeckt, dass bei der Entwicklung des Gehirns viele Nervenverbindungen falsch geknüpft werden und anschliessend wieder gekappt werden müssen. Die Studie ist im Fachmagazin «PLoS Biology» veröffentlicht worden.

Knocheneiweiss behebt Fehler

Die Wissenschaftler untersuchten bei Labormäusen ganz bestimmte Zelltypen im Kleinhirn, so genannte Moosfaser-Nervenzellen. Im ausgereiften und intakten Gehirn sind diese Zellen verknüpft mit so genannten Körner-Nervenzellen. Doch dieses Endziel wird oft erst über einen Umweg erreicht.

Bei der Entwicklung des Hirns verbinden sich die Moosfaser-Zellen nämlich oft mit einem anderen Zelltyp namens Purkinje-Zellen. Wie die Studie zeigt, bemerkt das Hirn seinen Fehler aber rasch: Innerhalb von einer Woche werden die Verknüpfungen zwischen den Moosfaser- und den Purkinje-Zellen wieder gelöst.

Zuständig für die Fehlerbehebung ist ein Eiweiss namens BMP4. Es sorgt dafür, dass die Verbindungen gekappt werden, wie die Forscher nachweisen konnten. Das war eine Überraschung: Denn BMP4 war bisher dafür bekannt, dass es bei der Spezialisierung von Zellen bei der Bildung von Knochen eine Rolle spielt.

Autismus und Epilepsie

Laut Scheiffele lassen sich die Resultate auf die Entwicklung des menschlichen Hirns übertragen. Sie sind interessant für die Erforschung von Hirnkrankheiten wie Autismus, Schizophrenie oder Epilespsie. Autismus zum Beispiel könnte verbunden sein mit einer ausbleibenden Korrektur von falschen Nervenverknüpfungen, sagte der Forscher.


Unklar ist, weshalb es überhaupt zu den fehlerhaften Verbindungen kommt. Einerseits könnte es sich einfach um Ungenauigkeiten im sich entwickelnden Gehirn handeln. Andererseits, spekulieren die Forscher, wäre es auch möglich, dass die kurzlebigen Kontakte einem bestimmten Zweck dienen.

Dafür spricht, dass Nervenverknüpfungen mit dem Alter immer spezifischer werden. Das Gehirn lernt also. Die vorübergehenden falschen Verknüpfungen könnten Teil dieses Lernprozesses sein. Was für Vorteile dieses Vorgehen dem Hirn bringt, wollen Scheiffele und seine Kollegen als nächstes untersuchen.