Immer mehr Arbeiten deuten auf einen Zusammenhang zwischen Zellen der oligodendrozytären Linie, dem Myelin und kognitiven Prozessen hin. Oligodendrozyten sind Gliazellen des zentralen Nervensystems, die das Myelin produzieren – jene lipidhaltige Hülle, die die Axone umgibt, die Weiterleitung der Nervenimpulse beschleunigt und eine energetische Unterstützung bereitstellt. Wie die Myelinisierung jedoch die neuronalen Netzwerke formt, die kognitiven Aufgaben zugrunde liegen, blieb weitgehend unbekannt. Kognitive Funktionen beruhen auf der Koordination von Netzwerken erregender und hemmender Neurone, insbesondere auf den Gamma-Oszillationen, deren rasche Synchronisation der erregenden Aktivität zu einem großen Teil durch Parvalbumin-Interneurone (PV) moduliert wird. Der Beitrag der Gliazellen zu dieser Orchestrierung war hingegen kaum erforscht.
Bei der Maus untersuchten die Autoren die Rolle einer frühen GABAergen Signalübertragung während der postnatalen Periode zwischen den Interneuronen und den Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPC). Sie belegen, dass diese Kommunikation für die Myelinisierung der Parvalbumin-Interneurone entscheidend ist. Diese Myelinisierung begünstigt ihrerseits in vivo die niederfrequenten Gamma-Oszillationen im medialen präfrontalen Kortex und unterstützt das Lernen der Furchtextinktion. Die Analysen kombinierten elektrophysiologische Patch-Clamp-Ansätze, Immunmarkierungen zur Quantifizierung von Zelldichten und Internodienlängen entlang der Axone der PV-Interneurone sowie Verhaltenstests, wobei sämtliche Quantifizierungen verblindet gegenüber den experimentellen Bedingungen durchgeführt wurden.
Die Störung dieser Signalübertragung führt zu einer Dysmyelinisierung der Parvalbumin-Interneurone, einer Verringerung der Leistung der niederfrequenten Gamma-Oszillationen und einer Beeinträchtigung der Extinktion der auf einen Ton konditionierten Furcht. Diese Defizite sind spezifisch für die Dysmyelinisierung der PV-Interneurone: Die globale Myelinisierung des medialen präfrontalen Kortex, die hochfrequenten Gamma-Oszillationen und die Extinktion der kontextuellen Furcht sind hingegen nicht signifikant verändert. Bemerkenswerterweise können weder die Steigerung der Aktivität der Parvalbumin-Interneurone noch die Verstärkung der Myelinisierung diese Defizite korrigieren, was den dauerhaften Charakter der Folgen dieser frühen Myelinisierungsschäden unterstreicht.
Diese Arbeiten belegen somit die Rolle der GABAergen Signalübertragung der Oligodendrozyten-Vorläuferzellen bei der Myelinisierung der Parvalbumin-Interneurone sowie bei der Reifung der Schaltkreise des medialen präfrontalen Kortex. Sie zeigen, dass ein frühes Entwicklungsfenster in anhaltender Weise die Gamma-Rhythmen und bestimmte kognitive Funktionen prägt, indem es einen Dialog zwischen Interneuronen und Oligodendroglia als Schlüsselelement für den Aufbau dieser Netzwerke etabliert.