Schlechter lernen wegen schlechter Kost: Dicke Ratten sind dümmer als dünne

Als ob Übergewichtige nicht schon genug zu ertragen hätten, bescheinigen ihnen Forscher schon seit Längerem schlechte Ergebnisse in Lerntests. In einigen Studien wurde sogar festgestellt, dass bestimmte für das Lernen wichtige Hirnregionen bei fülligen Menschen etwas kleiner ausfallen (darunter der Präfrontale Kortex, der Hippocampus und der vordere Teil des Cingulums). Ein Forscherteam um Elizabeth Gould von der Universität Princeton in New Jersey hat nun bei Ratten untersucht, ob tatsächlich ein Zusammenhang zwischen Ernährung, Hirnentwicklung und Lernleistung besteht.

Fettmachende Kost verändert das Gehirn

Die Neurowissenschaftler fütterten eine Gruppe der Nager von Geburt an mit einer dickmachenden Diät, bis sie über ein Viertel mehr Gewicht als die Vergleichsgruppe angefressen hatten. Körperliche Symptome wie Diabetes hatten die dicken Jungtiere zu diesem Zeitpunkt, nach etwa acht Wochen, noch nicht. Doch in Lerntests schnitten sie tatsächlich schlechter ab – allerdings nur bei solchen Aufgaben, die vor allem den Präfrontalen Kortex, nicht aber den Hippocampus beanspruchten, obwohl letzterer für das Lernen durchaus wichtig ist.

Die Forscher führen die Lernunterschiede auf morphologische Änderungen zurück, die sie im Gehirn der Ratten entdeckt haben. Demnach schadet die frühe Fettleibigkeit der Gehirnentwicklung.

Weniger Nervenzellverbindungen

Zum einen verändern sich spezielle Pyramidenzellen im Präfrontalen Kortex dicker Ratten. Diese Nervenzellen haben im Vergleich zu dünnen Ratten deutlich weniger Kontaktstellen (Dornenfortsätze) zu anderen Neuronen und gehen folglich weniger Verbindungen (Synapsen) mit anderen Nervenzellen ein. Das geht auch einher mit einer veränderten Aktivität von Genen, die am Auf- und Abbau von Nervenzellverbindungen beteiligt sind.

Außerdem verändert sich in den fetten Ratten auch die Mikroglia. Diese Zellen tasten mit feinen, Tentakeln ähnelnden Ausstülpungen die Neuronen ab und leisten bei Verletzung oder Krankheit erste Hilfe. Bei fettleibigen Tieren sind die Tentakeln geringfügig, aber signifikant verlängert. Das könne damit zu tun haben, dass die Mikroglia-Zellen mehr zu reparieren haben, weil es den Nervenzellen nicht gut geht, spekulieren die Forscher im Fachblatt „PNAS“. Oder aber die Sanitäterzellen selbst kappen die Synapsen.

Fettleibigkeit ein Faktor für Hirnfehlleistungen?

Goulds Team schlussfolgert, dass sich in den Ratten wohl ähnliche Vorgänge abspielen wie beim Menschen und „die in westlichen Gesellschaften zunehmende Fettleibigkeit als einer der Faktoren für Hirnfehlleistungen in Betracht gezogen werden muss“.