Neue Forschung hat ergeben, dass Tau, ein Protein, das vor allem für seine Verbindung zur Alzheimer-Krankheit bekannt ist, auch für die Bildung lang anhaltender Erinnerungen unerlässlich ist. Die Entdeckung gibt neue Einblicke in die Funktionsweise eines gesunden Gedächtnisses und könnte dazu beitragen, künftige Bemühungen zur Entwicklung von Behandlungen für Demenz zu lenken.

Die Studie, die von der Flinders University in Zusammenarbeit mit Forschern der University of New South Wales und der Macquarie University durchgeführt wurde, wurde in Nature Communications veröffentlicht. Sie ergab, dass Tau hilft, Erinnerungen zu organisieren und zu stabilisieren, damit sie über die Zeit erhalten bleiben.

Die Forscher untersuchten das „entfernte Gedächtnis“ bei Mäusen, also Erinnerungen, die Tage oder Wochen nach einem Erlebnis abgerufen werden. Sie entdeckten, dass Tau nicht notwendig ist, um etwas Neues zu lernen oder sich kurz danach daran zu erinnern. Stattdessen spielt es eine entscheidende Rolle dabei, diese Erinnerungen langfristig haltbar zu machen.

Da die Forschung an Mäusen durchgeführt wurde, können die Ergebnisse nicht direkt auf das menschliche Gedächtnis oder die Alzheimer-Krankheit übertragen werden. Dennoch bieten die Ergebnisse wertvolle Hinweise, die die zukünftige Demenzforschung und Behandlungsstrategien prägen könnten.

Der leitende Autor, außerordentlicher Professor Arne Ittner, Neurowissenschaftler am Flinders‘ College of Medicine and Public Health, sagt, die Ergebnisse helfen zu erklären, warum Menschen mit Demenz anfangs vielleicht noch neue Informationen lernen können, aber Schwierigkeiten haben, sie zu behalten.

„Warum manche Erinnerungen bleiben, während andere verblassen, hat Wissenschaftler lange verwirrt, und unsere Studie zeigt, dass Tau eine Schlüsselrolle dabei spielt, wie das Gehirn langanhaltende Erinnerungen bildet. Ohne Tau können Erinnerungen zwar im Moment noch entstehen, aber sie sind schwächer“, sagt außerordentlicher Professor Ittner.

Das Team konzentrierte sich auf spezialisierte Gehirnzellen, sogenannte „Engrammzellen“, die die physische Aufzeichnung einer Erinnerung erstellen. Wenn ein neues Erlebnis auftritt, wird nur eine kleine Anzahl dieser Zellen ausgewählt, um es zu speichern.

Laut der Studie ist Tau während dieser kritischen Phase der Gedächtnisbildung aktiv und hilft dabei, genau zu bestimmen, welche Engrammzellen rekrutiert werden, um das Erlebnis zu bewahren.

Eine der Hauptautorinnen der Studie, Renée Kosonen, sagt, Tau wirke wie ein Organisator, der dem Gehirn helfe, genaue und dauerhafte Erinnerungen aufzubauen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Tau hilft zu bestimmen, welche Zellen ausgewählt werden, um eine Erinnerung zu speichern, und so prägt, wie ein Erlebnis eine dauerhafte Gedächtnisspur bildet“, sagt Frau Kosonen, Forscherin am Flinders‘ Neuroscience and Dementia Research.

Die Forscher fanden auch heraus, dass Tau unnötige oder „Rausch“-Aktivität im Gehirn während der Gedächtnisbildung reduziert. Indem es diese Hintergrundaktivität begrenzt, ermöglicht Tau, dass nur eine bestimmte Gruppe von Zellen Teil einer Erinnerung wird, was klarere und stabilere Gedächtnisspuren erzeugt.

Das Team identifizierte einen wichtigen molekularen Prozess hinter diesem Effekt. Während des Lernens durchläuft Tau eine subtile chemische Veränderung namens Phosphorylierung, die hilft, die Aktivität der Engrammzellen zu koordinieren.

Obwohl eine abnormale Tau-Phosphorylierung ein bekanntes Merkmal der Alzheimer-Krankheit ist, zeigt die Studie, dass eine kontrollierte, niedriggradige Phosphorylierung ein normaler und wesentlicher Teil der gesunden Gehirnfunktion ist.

Die Forscher machten eine weitere überraschende Entdeckung. Selbst in Abwesenheit von Tau existierten Gedächtnisspuren noch und konnten durch direkte Stimulation der Engrammzellen wiederhergestellt werden. Dies deutet darauf hin, dass Tau nicht erforderlich ist, um Erinnerungen selbst zu speichern. Stattdessen scheint es notwendig zu sein, um natürliche Hinweise wie Sehen und Hören mit der Fähigkeit, diese Erinnerungen abzurufen, zu verbinden.

Die Ergebnisse liefern auch neue Einblicke, wie Alzheimer-assoziiertes Tau das Gedächtnis stören könnte. Wenn krankheitsassoziierte Formen von Tau während des Lernens in Engrammzellen vorhanden waren, störten sie die Bildung neuer Erinnerungen. Wenn diese abnormalen Formen auftauchten, nachdem Erinnerungen bereits gebildet waren, störten sie die Fähigkeit des Gehirns, sie abzurufen.

Diese Effekte waren mit abnormalen Mustern der Gehirnaktivität verbunden, was darauf hindeutet, dass Gedächtnisprobleme bei Demenz nicht nur durch verlorene Erinnerungen entstehen könnten, sondern auch durch Störungen in der Organisation der Erinnerungen.