Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fische auf der Flucht

26.06.2015

Reflexartig weichen Menschen und Tiere einem schnell herannahenden Objekt aus. Dadurch vermeiden sie Kollisionen oder entkommen Fressfeinden, die ihnen auflauern. Damit dies möglich ist, muss das Gehirn Richtung und Geschwindigkeit eines Reizes mit seinem Sehsystem berechnen und ein entsprechendes Ausweichmanöver einleiten. Wie das Gehirn dies bewerkstelligt, ist zum größten Teil unklar.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried bei München haben nun in Zebrafischlarven gezeigt, was einen herannahenden Feind ausmacht und in welcher Gehirnregion der Feind als Bedrohung erkannt und die Fluchtreaktion eingeleitet wird.


Das Zebrafisch-Tectum erkennt ein herannahendes Objekt als Bedrohung. Ihre Informationen erhält diese Gehirnregion von Nervenzell-Axonen der Netzhaut (hier blau gefärbt).

Max-Planck-Institut für Neurobiologie / Temizer

Ducken! Dieser Hinweis ist in der Regel gar nicht nötig, wenn wir sehen, dass sich uns ein Objekt auf Kollisionskurs nähert. Egal ob Fliege, Fisch, Maus oder Mensch – solch eine Situation löst in der Regel eine stereotype Ausweichreaktion aus. So können potentielle Räuber oder Verletzungen vermieden werden.

"Da das Verhalten quer durch das Tierreich so ähnlich ist, gibt es dafür wahrscheinlich ein festverdrahtetes Programm im Gehirn", fasst Incinur Temizer den Kern ihrer Doktorarbeit zusammen. In der Abteilung von Herwig Baier am Max-Planck-Institut für Neurobiologie untersucht sie an diesem Beispiel, wie das Gehirn Sinneseindrücke in Verhaltensantworten umwandelt.

Incinur Temizer und ihre Kollegin Julia Semmelhack konnten nun zeigen, dass bereits wenige Millimeter große Zebrafischlarven fliehen, wenn sich ein Objekt auf sie zubewegt. Um die Lage der zuständigen Schaltkreise im Gehirn einzuengen, bestimmten die Wissenschaftler zunächst einmal den genauen Auslöser des Fluchtreflexes.

In verschiedenen Versuchen zeigten die Forscher den Fischen daher eine Palette von Objekten, die größer, kleiner, heller oder dunkler wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass eine dunkle, größer werdende Scheibe den Fluchtreflex am zuverlässigsten auslöst.

Die Forscher konnten nun die Gehirnaktivität in Antwort auf diesen "Schlüsselreiz" mit optischen Methoden messen. Dies ist möglich, da die kleinen Fischchen komplett durchsichtig sind. Mit Hilfe einer genetischen Modifikation leuchten die Hirnareale unter dem Mikroskop auf, die gerade aktiv sind. So konnten die Wissenschaftler aus der Masse der Zellen nach und nach herausfiltern, wo der drohende Feind erkannt und der Fluchtreflex ausgelöst wird.

Durch das Bild des herannahenden Feindes auf der Netzhaut werden ganz bestimmte Ganglienzellen aktiviert. Diese leiten ihre Information in das sogenannte Tectum im Fischgehirn weiter. Im Tectum werden Objekte einem Ort im visuellen Raum zugeordnet und Bewegungen zu oder weg von diesen Objekten koordiniert.

"Wir konnten erstmals zeigen, dass die Nervenzellen der Netzhaut ein herannahendes Objekt erkennen und durch Verbindungen zum Tectum das Ausweichmanöver einleiten", fasst Julia Semmelhack das Ergebnis der gerade publizierten Studie zusammen. Ein recht eindeutiges Ergebnis, denn als die Forscher den Input der Ganglienzellen in das Tectum unterbrachen, waren die Fische nicht vollständig blind, reagierten aber nicht mehr auf herannahende Objekte.

ORIGINALVERÖFFENTLICHUNG:
Incinur Temizer, Joseph Donovan, Herwig Baier, Julia Semmelhack
A visual pathway for looming-evoked escape in larval zebrafish
Current Biology, online am 25. Juni 2015

KONTAKT:
Dr. Stefanie Merker
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Tel.: 089 8578 - 3514
E-Mail: merker[a]neuro.mpg.de

Prof. Dr. Herwig Baier
Abteilung Gene – Schaltkreise – Verhalten
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Tel.: 089 8578 3200
Email: hbaier[a]neuro.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.neuro.mpg.de - Webseite des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie
http://www.neuro.mpg.de/baier/de - Webseite der Abteilung von Prof. Dr. Herwig Baier

Dr. Stefanie Merker | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise