Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vorherrschaft bei der Steuerung von Verhalten

20.01.2016

Neu entdeckter Neuronentypus entscheidend an der Unterdrückung von Handlungsimpulsen beteiligt

Die so genannten arkypallidalen Neurone oder Arky-Neurone, ein neu entdeckter Typus von Nervenzellen, können einen Handlungsimpuls unterdrücken und somit über Veränderungen in Aufmerksamkeit und Motorik Aufschluss geben. Damit sind diese Neuronen an der Steuerung von Verhalten beteiligt.


Neurowissenschaftler haben in den Basalganglien (farbig hervorgehoben) einen neuen Typus von Nervenzellen identifiziert.

Quelle: Allen Brain Explorer 2

Zu diesem Ergebnis kommen Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus drei Ländern, darunter Dr. Robert Schmidt, ein Nachwuchsforscher aus dem Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools der Universität Freiburg, in einem Artikel in der Fachzeitschrift „Neuron“. Die Studie veranschaulicht erstmals die Einzelschritte, aus denen sich der Befehl für einen Handlungsabbruch im Gehirn zusammensetzt.

Arky-Neurone sind in einem Teil der Basalganglien unterhalb der Großhirnrinde zu finden. Diese Region spielt eine Rolle bei unterschiedlichen Aufgaben des Gehirns. So ist sie an der Planung, Initiierung und laufenden Anpassung vieler Bewegungen beteiligt.

Die neuronalen Schaltkreise, die ein bestimmtes Verhaltensmuster aktivieren und ihm gegenüber einem anderen Vorrang gewähren, gelten allerdings noch als wenig erschlossen. An welcher Stelle angebrachtes Verhalten unterstützt und unangebrachtes Verhalten gehemmt wird, gilt als wichtige Frage für das Verständnis der Steuerung von normalem wie pathologischem Verhalten. Insbesondere für die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Tic-Störungen und die Parkinson’sche Krankheit birgt die vorliegende Studie Therapierelevanz.

In früheren Untersuchungen hatte das Forschungsteam bereits demonstriert, dass in den Basalganglien sowohl „Stop“- als auch „Go“-Signale vorhanden sind und diese Signale sich ein Wettrennen darum liefern, welches Verhalten am Ende ausgeführt wird.

Eine Interaktion ist aber auch zwischen den Signalen möglich, sagen die Forscherinnen und Forscher der Université de Bordeaux/Frankreich, der University of Michigan in Ann Arbor/USA und der Universität Freiburg. Auf Basis eines Versuchs mit Ratten haben sie nun den Beweis erbracht, dass das Stop-Signal das Go-Signal nicht nur überholen kann, sondern auch einen direkten Einfluss auf es ausübt.

Anfangs konkurrieren bei einem Stop-/Go-Rennen Impulse aus dem Nucleus subthalamicus sowie dem Striatum, zwei Regionen innerhalb der Basalganglien. Während der Nucleus subthalamicus ein Stop-Signal sendet, geht vom Striatum ein Go-Signal aus. Eine neue Erkenntnis aus Schmidts Forschung ist, dass die Arky-Neurone an dem Prozess beteiligt sind.

Identifizieren konnten die Forscher diesen Zelltyp durch dessen geringe Aktivität im Schlaf. Schmidt hat mit seinen Kolleginnen und Kollegen herausgefunden, dass Arky-Neurone ein weiteres Stop-Signal an das Striatum aussenden und so das Go-Signal drosseln. Da das Stop-Signal so das Rennen leichter gewinnen kann, ist dieser Schritt entscheidend für den Handlungsabbruch. Wodurch die Arky-Neurone wiederum aktiviert werden, ist noch in weiteren Studien zu klären.

Für das Verständnis der Verhaltenssteuerung sind neben den Stop-Signalen auch Eigenschaften der Go-Signale wichtig. In den Basalganglien, insbesondere im Striatum, werden Go-Signale von verschiedenen Botenstoffen, so genannten Neurotransmittern, beeinflusst. In einem Artikel für das Fachjournal „Nature Neuroscience“ hat Schmidt kürzlich als Co-Autor die Rolle des Botenstoffs Dopamin bei Lernverhalten und Motivation illustriert. Er ist der Meinung, dass Dopamin auch Auswirkungen auf den Go-Prozess haben könne. Weitere Einsichten in die elektrochemischen Zusammenhänge in den Basalganglien würden es womöglich leichter machen, konkrete Behandlungswege für die Parkinson’sche Krankheit und andere Bewegungsstörungen aufzuzeigen.

Originalveröffentlichungen:

2016
N. Mallet, R. Schmidt, D. Leventhal, F. Chen, N. Amer, T. Boraud, J. D. Berke, Arkypallidal Cells Send a Stop Signal to Striatum, In: Neuron 89, Philadelphia: Elsevier, pp. 1-9.

2016
A. A. Hamid, J. R. Pettibone, O. S. Mabrouk, V. L. Hetrick, R. Schmidt, C. M. Van der Weele, R. T. Kennedy, B. J. Aragona & J. D. Berke, Mesolimbic dopamine signals the value of work, In: Nature Neuroscience 19 (1), London: Macmillan, pp. 117-126.

Kontakt:
Dr. Robert Schmidt
Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-9546
E-Mail: robert.schmidt@brainlinks-braintools.uni-freiburg.de

Levin Sottru
Science Communicator
Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-67721
E-Mail: sottru@blbt.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2016/pm.2016-01-20.5

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise