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 Ein Filter für schweren Wasserstoff
28.02.2017 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Standort Stuttgart, Stuttgart

nachricht Wie Medikamente als Virus getarnt gegen Krebs wirken können
28.02.2017 | Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

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: Mit Künstlicher Intelligenz das Gehirn verstehen

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas über den Schaltplan des Gehirns bekannt.

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas...

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Nebennierentumoren: Radioaktiv markierte Substanzen vermeiden unnötige Operationen

28.02.2017 | Veranstaltungen

350 Onlineforscher_innen treffen sich zur Fachkonferenz General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2017 | Veranstaltungen

23. VDMA-Arbeitsberatung „Engineering und Konstruktion“ am 2. März 2017 an der TH Wildau

28.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Partnerprogramm von Stellar Datenrettung

28.02.2017 | Unternehmensmeldung

Ein Filter für schweren Wasserstoff

28.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Auf den Spuren der Entstehung von Kondensationstropfen

28.02.2017 | Physik Astronomie