Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie ein Duft im Fliegenhirn Gefahr signalisiert

20.12.2005


Diese Taufliege wurde unter dem Objektiv eines Mikroskops so befestigt, dass durch eine kleine Öffnung in ihrer Kopfkapsel das Gehirn sichtbar wird. Das Tier ist genetisch so verändert, dass es in ausgewählten Nervenzellen ein Fluoreszenz-Protein produziert, und zwar abhängig von der Aktivität der Zellen. So lassen sich die Gehirnaktivitäten im Bild festhalten. Foto: Thomas Riemensperger, Thomas Völler


Hier wurden bestimmte Nervenzellen der Taufliege durch grüne Fluoreszenz sichtbar gemacht. Sie alle enthalten den Transmitter Dopamin, der auch im Gehirn des Menschen an Lernvorgängen beteiligt ist. In der Fliege verstärkt sich die Antwort dieser Zellen auf einen bestimmten Duft, wenn dieser zuvor mit einem Elektroschock gepaart wurde (assoziatives Lernen). Der rot markierte "Pilzkörper" im Fliegengehirn wird für das Lernen unterschiedlicher Düfte benötigt. Bild: Thomas Riemensperger


Nur wenige der vielen Sinnesreize, die tagtäglich aus der Umwelt auf Menschen oder Tiere einströmen, sind für deren Verhalten und Überleben von Belang. Wie aber machen diese Reize im Gehirn deutlich, dass sie besonders wichtig sind? Auf diese Frage haben Forscher vom Biozentrum der Uni Würzburg eine Antwort gefunden, die sie in der Zeitschrift "Current Biology" beschreiben.

... mehr zu:
»Dopamin »Duft »Nervenzelle »Reiz

Die Umwelt wird im Gehirn des Menschen durch die Aktivität vieler tausender Nervenzellen abgebildet. Permanent werden dort Farben, Formen, Düfte und andere Reize registriert. Die meisten davon sind für das Verhalten wenig bedeutsam. Manche Reize haben aber eine ganz besondere Bedeutung und rufen eine Reaktion hervor. Der Duft von Essen etwa lässt uns das Wasser im Mund zusammenlaufen - damit bereitet sich der Organismus auf den Verdauungsprozess vor.

Diese bedeutsamen Reize müssen nicht angeboren sein, sondern können auch erlernt werden. "Wir haben uns gefragt, wie die Relevanz eines Reizes im Gehirn repräsentiert wird", sagt der Würzburger Forscher André Fiala. Um dies auf der Ebene einzelner Nervenzellen zu untersuchen, verwendeten die Wissenschaftler Fruchtfliegen.


Die nur gut zwei Millimeter großen Fliegen haben ein Gehirn, das ganz ähnliche Aufgaben lösen kann wie das Denkorgan des Menschen. Bekommen die Insekten in einer Art Training einen neutralen Geruch vorgesetzt und gleichzeitig einen kleinen Elektroschock verpasst, so gehen sie dem Duft bald aus dem Weg. Sie lernen, den zunächst unbedeutenden Reiz mit Gefahr zu assoziieren.

"Während eines solchen Trainings haben wir mit mikroskopischen Methoden die Aktivität ganz bestimmter Nervenzellen im Gehirn der Fliegen beobachtet", erklärt Fiala. Diese Zellen, die den Botenstoff Dopamin ausschütten, sind bei einem Elektroschock besonders aktiv. Nachdem die Fliege gelernt hat, dass ein Duft diese gefährliche Situation vorhersagt, antworten die Zellen verstärkt auf den Duft hin: Dieser hat plötzlich eine Bedeutung erlangt, und die Nervenzellen schütten nun deutlich länger Dopamin aus als vorher.

Menschengehirne arbeiten laut Fiala ganz ähnlich. Auch sie schütten Dopamin aus, wenn ein bedeutsamer Reiz auftritt. Allerdings seien es bei Säugetieren belohnende Reize, die diese Nervenzellen aktivieren. Dennoch scheinen die Prinzipien, wie Reize bewertet und im Gehirn verarbeitet werden, bei Fliegen ähnlich zu funktionieren wie bei Menschen. "Dieser Befund erlaubt uns nun, die Vorgänge im Fliegengehirn genauer unter die Lupe zu nehmen und dadurch etwas über unser eigenes Gehirn zu lernen", so der Würzburger Forscher.

Thomas Riemensperger, Thomas Völler, Patrick Stock, Erich Buchner und André Fiala: "Punishment Prediction by Dopaminergic Neurons in Drosophila", Current Biology, Vol. 15 (21), 8. November 2005, Seiten 1953 - 1960.

Weitere Informationen: Dr. André Fiala, T (0931) 888-4482, Fax (0931) 888-4452, E-Mail: andre.fiala@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Berichte zu: Dopamin Duft Nervenzelle Reiz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft
27.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut
27.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie