Performance-Related Increases in Hippocampal N-Acetylaspartate (NAA) Induced by Spatial Navigation Training Are Restricted to BDNF Val Homozygotes

Neuere Befunde weisen auf erfahrungsabhängige Veränderungen des Hirnvolumens bei Menschen hin – über die funktionellen und histologischen Eigenschaften solcher Veränderungen weiß man jedoch wenig. Wir berichten hier, dass bei Männern, die vier Monate lang jeden zweiten Tag eine kognitiv anspruchsvolle räumliche Navigationsaufgabe ausführten, N-Acetylaspartat (NAA) im Hippokampus gemäß magnetresonanzspektroskopischen Messungen zunahm. Im Gegensatz zu Messungen des Hirnvolumens reagieren NAA-Veränderungen auf metabolische und funktionelle Eigenschaften von neuralem und glialem Gewebe und spiegeln nicht Mikrogefäßveränderungen wider. Trainings-induzierte Veränderungen des NAA blieben jedoch bei Trägern der Met-Substitution im neuronalen Wachstumsfaktor „Brain-derived neurotrophic factor (BDNF)“ aus. Man weiß, dass diese Substitution dazu führt, dass die aktivitätsabhängige Freisetzung von BDNF vermindert ist. Unter BDNF-Val-Homozygoten hingen die NAA-Zunahmen stark mit dem Grad an übungsabhängiger Navigationsverbesserung zusammen und normalisierten sich vier Monate nach der letzten Trainingssitzung auf das Vortrainingsniveau. Wir schließen daraus, dass unterschiedliche Beanspruchung räumlicher Navigation die NAA-Konzentrationen im Hippokampus verändern kann. Dies bestätigt epidemiologische Studien, die darauf hinweisen, dass mentale Erfahrung direkte Auswirkungen auf neurale Integrität und kognitive Leistungen haben kann. Der BDNF-Genotyp moderiert diese plastischen Veränderungen entsprechend der Annahme, dass Gen–Kontext-Interaktionen die Ontogenese komplexer Phänotypen gestalten.