Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bremse im Kopf: Berliner Forschern gelingen neue Einsichten in die Arbeitsweise des Gehirns

19.09.2013
Wissenschaftlern der Charité – Universitätsmedizin Berlin und des DZNE sind neue Einblicke in die Funktionsweise einer Hirnregion gelungen, die der räumlichen Orientierung dient, bei einer Alzheimer-Erkrankung jedoch geschädigt ist.

Im sogenannten Entorhinalen Cortex untersuchten sie, wie Nervensignale innerhalb dieser Region unterdrückt werden. Diese neuronale Hemmung trägt nach Einschätzung der Forscher maßgeblich dazu bei, dass Nervenzellen ihre Aktivität aufeinander abstimmen können. Die Ergebnisse der Studie sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht.


Nervengewebe des Entorhinalen Cortex unter dem Mikroskop. Die hellen Flecken sind die Zellkörper von Nervenzellen (Neuronen). Quelle: DZNE/Charité – Universitätsmedizin Berlin, Beed/Schmitz

Der „Entorhinale Cortex“ ist ein Bindeglied zwischen dem Gedächtniszentrum, dem sogenannten Hippocampus und anderen Bereichen des Gehirns. Dabei ist er jedoch mehr als eine Schnittstelle, die Nervenimpulse einfach nur übermittelt. Dem Entorhinalen Cortex wird auch eine eigenständige Rolle für Lern- und Gedächtnisprozesse zugeschrieben, insbesondere für das räumliche Gedächtnis. „Man weiß noch wenig darüber, wie dies geschieht“, sagt Prof. Dietmar Schmitz, Forscher am Exzellenzcluster Neurocure der Charité und Standortsprecher des DZNE in Berlin. „Deswegen untersuchen wir im Tiermodell, wie die Nervenzellen innerhalb des Entorhinalen Cortex miteinander verschaltet sind.“

Im Gehirn wandern Signale als elektrische Impulse von Nervenzelle zu Nervenzelle. In der Regel werden sie nicht bloß weitergeleitet. Die Arbeitsweise des Gehirns beruht darauf, dass Nervenimpulse auf nachgeschaltete Zellen in manchen Situationen erregend, in anderen Fällen unterdrückend wirken. Die korrekte Balance zwischen Hemmung und Erregung ist entscheidend für alle Hirnprozesse. „Bisherige Untersuchungen haben sich vorwiegend auf die Signalerregung innerhalb des Entorhinalen Cortex konzentriert. Wir haben uns daher die Hemmung angeschaut und dabei einen Gradienten innerhalb des Entorhinalen Cortex festgestellt“, erläutert Dr. Prateep Beed, Erstautor der Studie. „Das bedeutet, dass Nervensignale nicht gleichmäßig gehemmt werden. Die Blockade der Nervensignale ist in manchen Bereichen des Entorhinalen Cortex schwächer, in anderen stärker ausgeprägt. Die Hemmung hat sozusagen ein räumliches Profil.“

Wenn das Gehirn beschäftigt ist, geschieht es häufig, dass Nervenzellen ihre Arbeitsweise aufeinander abstimmen und im Gleichtakt aktiv sind. In einem Elektroenzephalogramm (EEG) – ein Verfahren, das die elektrische Aktivität des Gehirns erfasst – äußert sich der Gleichtakt der Nervenzellen als periodisches Muster. „Es ist eine offene Frage, wie sich Nervenzellen synchronisieren und wie sie dabei solche Rhythmen hervorbringen“, sagt Beed. Unklar ist auch, ob die Oszillationen nur eine Begleiterscheinung der gemeinsamen Nervenaktivität sind oder ob sie darüber hinaus eine Funktion haben. „Erwiesen ist allerdings, dass neuronale Oszillationen gemeinsam mit Lernprozessen und sogar im Schlaf auftreten. Sie sind ein typisches Merkmal der Hirnaktivität“, meint der Wissenschaftler. „Die ungleichmäßige Hemmung von Nervensignalen, die wir jetzt nachweisen konnten, spielen nach unserer Auffassung für den Gleichtakt der Nervenzellen und die damit verbundenen Oszillationen eine wichtige Rolle.“

Im Fall von Alzheimer zählt der Entorhinale Cortex zu den Hirnregionen, die als erste von der Krankheit betroffen sind. „In jüngster Zeit häufen sich die Studien über diese Hirnstruktur. Dort findet man bereits in einem frühen Stadium von Alzheimer jene Protein-Ablagerungen, die für eine Erkrankung typisch sind“, erläutert Teamleiter Schmitz. „Bekannt ist auch, dass Alzheimer-Patienten ein auffälliges EEG aufweisen. Durch unsere Studie verstehen wir nun besser, wie die Nervenzellen im Entorhinalen Cortex arbeiten und wie es in dieser Region zu Störungen der elektrischen Aktivität kommen kann.“

Originalveröffentlichung:
Inhibitory gradient along the dorso-ventral axis in the medial entorhinal cortex Prateep Beed, Anja Gundlfinger et al. Neuron. DOI: 10.1016/j.neuron.2013.06.038
Kontakt
Prof. Dietmar Schmitz
Charité – Universitätsmedizin Berlin
DZNE, Berlin
030 / 450-539054
dietmar.schmitz(at)dzne.de
Dr. Dirk Förger
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
DZNE
0228 / 43302-260
presse(at)dzne.de

Daniel Bayer | idw
Weitere Informationen:
http://www.dzne.de/ueber-uns/presse/meldungen/2013/pressemitteilung-nr-28.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Warum genau diese 20? – Quantenchemie löst Aminosäure-Rätsel
22.01.2018 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Synthetisches Protein bremst übereifriges Immunsystem
22.01.2018 | Universitätsklinikum Freiburg

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: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Warum genau diese 20? – Quantenchemie löst Aminosäure-Rätsel

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Simulation: Neuartiger zweidimensionaler Schaltkreis funktioniert mit magnetischen Quantenteilchen

22.01.2018 | Physik Astronomie

Vogelmonitoring leicht gemacht: Erfassung der Brutvögel wird digitalisiert

22.01.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz