Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Warum evolutionär alte Hirnareale wichtig sind: RUB-Wissenschaftler untersuchen Augenreflex

30.11.2011
Unterschiedliche Hirnstrukturen steuern Augenreflexe im Lauf des Lebens / RUB-Wissenschaftler berichten im Journal of Neuroscience

Hirnstrukturen, die sich früh in der Evolution entwickelten, führen bei Neugeborenen Funktionen aus, die später die Großhirnrinde übernimmt. Neue Hinweise für diese Theorie hat ein Forscherteam der RUB im visuellen System von Affen gefunden. Die Wissenschaftler untersuchten einen Bewegungsreflex der Augen, den so genannten optokinetischen Nystagmus. Sie stellten fest, dass zunächst Kerne im Hirnstamm diesen Reflex steuern und erst später Signale der Großhirnrinde (Neokortex) hinzukommen. PD Dr. Claudia Distler-Hoffmann vom Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie und Prof. Dr. Klaus-Peter Hoffmann vom Lehrstuhl für Tierphysiologie berichten im Journal of Neuroscience.

Warum der Neokortex Hilfe braucht

Um sensomotorische Funktionen (z.B. Augenbewegungen) zu steuern, besitzt das erwachsene Gehirn verschiedene Strukturen im Neokortex, dem evolutionär jüngsten Teil des Großhirns. „Das wirft die Frage auf, warum ältere Strukturen im Hirnstamm nicht ganz die Funktionen verloren haben, die auch der Neokortex steuern kann“, so Hoffmann. Der Neokortex von Primaten ist zu Beginn des Lebens jedoch nicht voll funktionsfähig und kann den optokinetischen Nystagmus daher nicht kontrollieren. „Das ist höchstwahrscheinlich auch beim Menschen so“, sagt Distler-Hoffmann. Trotzdem funktioniert dieser Reflex direkt nach der Geburt.

Erst Hirnstamm, dann Hirnrinde

Die Forscher untersuchten, welche Informationen den optokinetischen Nystagmus in den ersten Wochen nach der Geburt kontrollieren. In den ersten beiden Wochen wird der Reflex von Signalen der Netzhaut gesteuert, die zu zwei Kernen des Hirnstamms weitergeleitet werden. Erst im Lauf des ersten Lebensmonats übernimmt der Neocortex das Kommando. Der Reflex, den die Forscher auf Verhaltensebene beobachten, ist unter Hirnstamm- und Neokortexkontrolle beinahe identisch. Er tritt z.B. auf, wenn man eine bewegte Szene beobachtet. Zunächst folgen die Augen der vorbeiziehenden Szene, dann bewegen sie sich schnell in die entgegengesetzte Richtung in ihre Ausgangsposition zurück. Der Reflex ist auch die Grundlage für die langsamen Augenfolgebewegungen, mit denen Affen und Menschen bewegte Objekte „im Blick“ behalten.

Fehlentwicklungen des Sehsystems frühzeitig erkennen

Der optokinetische Nystagmus verändert sich auf Verhaltensebene, wenn sich das Sehsystem nicht normal entwickelt. Linsenfehler, Hornhauttrübung und Schielen beeinflussen den Reflex. „Diese Erkenntnisse aus der Forschung mit Primaten sind wichtig, um Fehlentwicklungen des Sehsystems bei Neugeborenen und Kleinkindern frühzeitig zu erkennen und zu behandeln“, erklärt Distler-Hoffmann.

Titelaufnahme

C. Distler, K.-P. Hoffmann (2011): Visual pathway for the optokinetic reflex in infant macaque monkeys, Journal of Neuroscience, doi: 10.1523/JNEUROSCI.4302-11.2011

Weitere Informationen

PD. Dr. Claudia Distler-Hoffmann, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-24365

claudia.distler@rub.de

Redaktion
Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verbesserte Kohlendioxid-Fixierung dank Mikrokompartiment
25.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Regenbogenfarben enthüllen Werdegang von Zellen
25.09.2017 | Technische Universität Dresden

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: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

Junge Physiologen Tagen in Jena

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Verbesserte Kohlendioxid-Fixierung dank Mikrokompartiment

25.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Internationales Forscherteam entdeckt kohärenten Lichtverstärkungsprozess in Laser-angeregtem Glas

25.09.2017 | Physik Astronomie

LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

25.09.2017 | Messenachrichten