Das dynamische Konnektom

Zusammenfassung Um eine Vorstellung von den in neuronalen Netzwerken ablaufenden Prozessen zu bekommen, werden häufig Vergleiche mit elektronischen Schaltkreisen angestellt. Ein fundamentaler Unterschied zu solchen fest verdrahteten Schaltkreisen besteht jedoch darin, dass sich die Struktur neuronaler Verbindungen ständig verändert. Im Folgenden diskutieren wir aktuelle Befunde, die diese dynamische Natur und die zugrunde liegenden Mechanismen deutlich machen. Die Dynamik neuronaler Netzwerke unterliegt bestimmten Regeln, die die statistischen Charakteristika der synaptischen Eigenschaften im stationären Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt erklären. Diese Regeln erlauben auch die Vorhersage der zukünftigen Zustände des Netzwerks und ergänzen Erkenntnisse, die mithilfe serieller Sektionselektronenmikroskopie an Hirnschnitten gewonnen wurden, die methodisch bedingt lediglich Informationen zu einem einzigen Zeitpunkt liefert. Wir legen dar, wie die dynamische Natur des Konnektoms mit der stabilen Funktionsfähigkeit und Langzeitspeicherung von Gedächtnisinhalten vereinbar ist und wie sie sogar Lernprozesse begünstigen könnte.