Reizüberflutung im Mäusekäfig
Christina Whiteus und ihre Kollegen von der Yale University in New Haven haben nun genauer untersucht, welche Spuren frühe Reize und Stimulationen in der Gefäßarchitektur des Gehirns hinterlassen – den feinen Äderchen, die die sauerstoffhungrigen Hirnzellen mit Nachschub versorgen. Diese Gefäße erhalten ebenfalls erst nach der Geburt allmählich ihre volle Ausprägung. Für ihre Studie setzten sie junge Mäuse ab dem 15. Tag nach der Geburt verschiedenen Reizen aus. Einige Tiere wurden als Kontrollen in einem ganz normalen Gehege gehalten, andere wurden künstlich einiger Sinneseindrücke beraubt, indem die Forscher ihnen die Tasthaare kürzten. Eine weitere Gruppe von Jungmäusen musste drei Stunden täglich im Laufrad laufen, bei einer vierten wurden die Tasthaare zehn Stunden täglich gereizt, indem sie einem steten Luftstrom ausgesetzt wurden. Und auch die Wirkung akustischer Reize testeten die Forscher, indem sie weitere Jungmäuse zehn Stunden täglich einer Mischung aus verschiedenen Tönen, natürlichen Geräuschen und weißem Rauschen aussetzten.
Nach zehn Tagen dieser verschiedenen Stimulations-Regimes untersuchten die Forscher, wie sich die Blutgefäße im Gehirn der Jungmäuse entwickelt hatten. Das Ergebnis überraschte auch sie: Entgegen ihren Erwartungen hatte die Reizdämpfung keinerlei Einfluss auf das Gefäßwachstum. Die Reizüberflutung dafür umso mehr: “Unerwarteterweise führte eine wiederholte und anhaltende Stimulation zu einer verringerten Gefäßdichte”, berichten Whiteus und ihre Kollegen. Das galt sowohl für alle Reizarten, egal ob Bewegung, Töne oder Tastreize. Waren die Mäuse zehn Tage lang einer erhöhten Reizaktivität ausgesetzt, waren die Adern in dem für den Reiz zuständigen Hirnareal rund 13 Prozent weniger stark verzweigt und acht Prozent kürzer als bei den Kontrolltieren. Dieser Rückgang erscheint auf den ersten Blick gering. Doch wie die Forscher erklären, bedeutet dies, dass das Längenwachstum der Gefäße um 80 Prozent reduziert war und die Bildung neuer Verzweigungen um 70 Prozent.
Lebenslange Nachwirkungen
Weitere Versuche ergaben, dass dieser Effekt nach fünf Tagen der Reizüberflutung noch umkehrbar ist. Hält dieser aber über den ersten Lebensmonat der Tiere hinweg an, kann das Gehirn die Defizite nicht mehr aufholen. Selbst fünf Monate später zeigten die Mäuse noch immer eine abnormal niedrige Gefäßdichte. “Das deutet darauf hin, dass es eine kritische Zeitperiode gibt, innerhalb der sich die Gefäße von einer solchen Störung erholen können”, schlussfolgern die Wissenschaftler. Ist dieses Zeitfenster verstrichen, werden die Defizite irreversibel. Das aber bedeute, dass selbst eine vorübergehende Reizüberflutung bei Neugeborenen die Gefäßarchitektur des Gehirns dauerhaft verändern könne – und damit auch die Durchblutung des Denkorgans.
