Gehirnforschung Wie die Erinnerung täuscht

Von Roland Knauer 

Was im Science-Fiction-Film „Inception“ gelang, funktioniert auch in der Realität: US-amerikansiche Forscher haben Mäusen falsche Erinnerungen implantiert. Sie mussten dazu nur die richtigen Nervenzellen aktivieren.

So haben Forscher bei Mäusen künstliche Erinnerungen erzeugt. Foto: StZ
So haben Forscher bei Mäusen künstliche Erinnerungen erzeugt. Foto: StZ

Stuttgart - Es treibt Richter und Polizei oft zur Verzweiflung, wenn Zeugen felsenfest auf ihrer Erinnerung beharren, obwohl alles dagegen spricht. Dass eine solche trügerische Erinnerung fatale Konsequenzen haben kann, zeigen Zahlen aus den USA: Von 250 Menschen, die durch einen DNA-Fingerabdruck von einem falschen Verdacht entlastet wurden, waren drei Viertel zuvor aufgrund eines solchen Gedächtnisfehlers unter Verdacht geraten.

Mit einem raffinierten Experiment haben jetzt Steve Ramirez und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA Mäusen falsche Erinnerungen eingepflanzt. Im Wissenschaftsmagazin „Science“ führen sie solche falsche Erinnerungen auf ganz bestimmte Nervenzellen im Gehirn zurück.

Bisher waren Forscher mit einem solchen Versuch beim Menschen gescheitert. Zwar ist längst bekannt, dass eine Hippocampus genannte Gehirnregion beim Erinnern eine wichtige Rolle spielt, doch die übliche Magnetresonanz-Tomografie (MRT) stößt offenbar an ihre Grenzen. „Mit dieser Methode konnten bisher im Hippocampus weder die Areale noch die beteiligten Nerven identifiziert werden, die bei einer falschen Erinnerung aktiv sind“, fasst Susumu Tonegawa zusammen, der die Forschergruppe am MIT leitet.

Glasfasern ins Gehirn implantiert

Anders als bei Menschen ist es Forschern möglich, das Gehirn von Mäusen zu manipulieren, um diesem Phänomen auf die Schliche zu kommen. Entsprechend den in den USA gültigen ethischen Richtlinien untersuchten die Forscher Mäuse, die zuvor mit den Methoden der Gentechnologie verändert wurden. In jedem einzelnen dieser Tiere können sie im Hippocampus die Nervenzellen identifizieren, die beim Erkunden eines neuen Käfigs A aktiv sind. Diese Zellen sind also für die Erinnerung an die gerade untersuchte Umgebung zuständig. Steve Ramirez und sein Team markierten diese Zellen mit einem Protein namens Kanalrhodopsin-2.

In den Schädel der Tiere hatten die Wissenschaftler winzige Glasfasern implantiert, durch die sie Licht direkt in den Hippocampus leiten konnten. Wird das Protein Kanalrhodopsin-2 mit blauem Licht bestrahlt, aktiviert es die Nervenzellen, an denen es sich gerade befindet. Die Forscher hatten also in das Gehirn der Mäuse eine Art Molekül-Schalter eingebaut, der gezielt die Nervenzellen anschaltet, die für die Erinnerung an den Käfig A zuständig sind.

Am zweiten Tag des Experiments setzten die Forscher die Versuchsmäuse dann einzeln in einen ganz anders aussehenden Käfig B. Als sie durch die beiden Glasfasern blaues Licht in den Hippocampus leiteten, stimulierten sie die Gedächtnis-Nervenzellen, die im ersten Umfeld aktiviert worden waren. Diese Lichtstimulation sollte die Erinnerung hervorrufen.

Mäuse verknüpfen falsche Erinnerung und Schock

Ob sich die Tiere dabei wirklich an den am Vortag untersuchten Käfig A erinnern, zeigte der nächste Schritt: Die Forscher leiteten einen harmlosen, für die Mäuse aber unangenehmen elektrischen Strom in das Gitter des Käfigbodens. Die Forscher hatten sich zuvor Folgendes überlegt: Sollten sich die Mäuse tatsächlich an den ersten Käfig A erinnern, könnten sie diese Erinnerung mit dem leichten, unangenehmen elektrischen Schlag verknüpfen.

Diese Annahme überprüften sie am nächsten Tag. Wenn sie die Mäuse wieder in den ersten Käfig A setzten, in dem sie nie eine negative Erfahrung gemacht hatten, zeigten die Tiere häufig ihre typische Angstreaktion. In einem völlig anderen Käfig C dagegen ängstigten sich die Tiere viel seltener. Sobald die Forscher dort blaues Licht in die Gedächtniszellen des Mäuse-Hippocampus lenkten, die für die Erinnerung an Käfig A zuständig waren, kam die Angst vor den Elektroschocks wieder hoch.

Offensichtlich haben die Forscher den Mäusen also eine falsche Erinnerung eingepflanzt. Weil dabei aber exakt die gleichen Nervenzellen aktiv sind, die beim ersten, völlig harmlosen Erlebnis angeregt wurden, kommt die künstlich ausgelöste Erinnerung den Mäusen völlig real vor.

„Das Gleiche könnte auch Menschen passieren, die sich gerade an ein vergangenes Ereignis erinnern, dabei aber entweder ein gutes oder schlechtes Erlebnis haben“, überlegt Susumu Tonegawa. Genau wie die Mäuse könnten diese Menschen dann beides miteinander verknüpfen, obwohl in Wirklichkeit natürlich nie ein Zusammenhang bestand. Und schon entsteht eine falsche Erinnerung. Womöglich sogar eine, die vor Gericht für einen Angeklagten fatale Folgen haben könnte.