- Der Text beschreibt den Verlust von Sacktors Schwester und seine Erinnerung daran, was ihn zur Neurowissenschaft führte. Er erforscht, wie Erinnerungen trotz regelmäßigem Proteinabbau im Gehirn bestehen bleiben. Sacktor zeigt, dass die synaptische Verstärkung, vor allem durch das Protein PKMζ, entscheidend für die Gedächtnisbildung ist. Seine Forschung legt nahe, dass PKMζ eine Schlüsselrolle spielt, um Erinnerungen langfristig zu bewahren. Das von Crick aufgeworfene Problem der Stabilität von Erinnerungen trotz molekularen Umschwungs wird durch Sacktors Entdeckungen adressiert.
Als er fast drei Jahre alt war, verstarb seine vierjährige Schwester an Leukämie. Ein leeres Schlafzimmer neben seinem. Ein Schaukelgerüst mit zwei Sitzen, das plötzlich ungenutzt wirkte. Die Anwesenheit der Schwester, in Erinnerungen konserviert, obwohl nie besprochen. Einzig eine verblasste Erinnerung blieb ihm: Im Wohnzimmer fragte er seine Schwester, ob sie ihm ein Buch vorlesen würde. Ihre Antwort: „Frag deine Mutter.“ Diese kleinliche Ablehnung blieb, während er traurig die Treppen zur Küche hochstieg.
Erstaunlich ist, dass Sacktor sich nach mehr als 60 Jahren an diesen flüchtigen Kindheitsmoment erinnert. Das Staunenswerte an unserem Gedächtnis ist, dass jede Erinnerung sich in das Gewebe unseres Gehirns einprägt, geformt von der molekularen Maschinerie der Neuronen.
Das Geheimnis der Erinnerung
Wie das Wesen eines Erlebnisses kodiert und später abgerufen wird, bleibt eine der großen ungeklärten Fragen in der Neurowissenschaft. Um dieses zu entschlüsseln, wurde Sacktor selbst Neurowissenschaftler. An der State University of New York Downstate in Brooklyn forscht er an den Molekülen, die an der Aufrechterhaltung der neuronalen Verbindungen beteiligt sind, die den Erinnerungen zugrunde liegen. Eine Frage, die ihn immer wieder umtreibt, wurde vom berühmten Biologen Francis Crick aufgeworfen: Wie können Erinnerungen über Jahre oder gar Jahrzehnte fortbestehen, während die Moleküle im Körper innerhalb weniger Tage, Wochen oder höchstens Monate abgebaut und ersetzt werden?
Im Jahr 2024 präsentierte Sacktor gemeinsam mit einem Team eine mögliche Erklärung in einer in “Science Advances” veröffentlichten Studie. Die Forscher entdeckten, dass das Gedächtnis mit der Verstärkung von Synapsen zusammenhängt, die Verbindungen zwischen Neuronen darstellen. Diese synaptische Verstärkung gilt als fundamentaler Bestandteil der Gedächtnisbildung. Während die Proteine abbauen, treten neue an ihre Stelle in einem molekularen Austausch, der die Integrität der Verbindungen und somit der Erinnerungen aufrechterhält.
Die molekulare Gedächtnisbewahrung
Früh in seiner Laufbahn entdeckte Sacktor etwas, das den Rest seines Lebens prägen sollte. Nach seiner Ausbildung bei James Schwartz an der Columbia University eröffnete er ein eigenes Labor bei der SUNY Downstate, um ein Molekül zu finden, das helfen könnte, zu erklären, wie Langzeitgedächtnisse bestehen bleiben. Gesucht wurde ein Molekül in den Synapsen des Gehirns. Schon 1949 schlug der Psychologe Donald Hebb vor, dass das wiederholte Aktivieren von Neuronen die Verbindungen zwischen ihnen stärkt. Viele Studien seitdem suggerieren, dass je stärker die Verbindung zwischen Neuronen ist, die Erinnerungen speichern, desto besser bleiben diese bestehen.
In den frühen 1990er Jahren stimulierte Sacktor in seinem Labor eine Scheibe des Hippocampus aus dem Gehirn einer Ratte, um neuronale Pfade zu aktivieren. Dadurch wurden Veränderungen auf molekularer Ebene sichtbar. Jedes Mal, wenn er das Experiment wiederholte, bemerkte er erhöhte Proteinmengen in den Synapsen. Es handelte sich um das Protein Kinase M Zeta, kurz PKMζ. Seiner Ansicht nach war dieses Protein entscheidend für das Gedächtnis.
Neues Verständnis
Im Laufe der folgenden zwei Jahrzehnte baute Sacktor eine Forschungsarbeit auf, die zeigte, dass die Anwesenheit von PKMζ dabei hilft, Erinnerungen lange nach ihrer Entstehung zu bewahren. Als er die Aktivität des Moleküls eine Stunde nach der Gedächtnisbildung blockierte, stellte er fest, dass die synaptische Verstärkung aufgehoben wurde. Dieser Fund war ein Hinweis darauf, dass PKMζ nötig war, um eine Erinnerung im Laufe der Zeit zu konservieren. Dies legte nahe, dass die Aktivität von PKMζ erforderlich ist, um eine Erinnerung aufrechtzuerhalten und bot möglicherweise eine Lösung für das von Crick aufgeworfene Dilemma.
