Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geschickt ausgebremst: Vielfalt hemmender Nervenzellen im Gehirn erlaubt komplexere Informationsverarbeitung

13.06.2014

Der Hippocampus, eine kleine Struktur im Gehirn von Säugetieren, ist eine Schaltzentrale bei der Verarbeitung von Sinneseindrücken und ermöglicht, dass Wahrnehmungen als Erinnerungen abgespeichert werden können.

Nervenzellen, die andere Zellen in ihrer Aktivität hemmen, spielen hierbei eine viel größere und komplexere Rolle als bisher angenommen. Das berichten die Teams von Prof. Dr. Marlene Bartos vom Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools der Universität Freiburg und Prof. Dr. Imre Vida vom Exzellenzcluster NeuroCure an der Berliner Charité in der aktuellen Ausgabe des „Journal of Neuroscience“.


Über drei verschiedene Zelltypen im Hippocampus (BC, HCP und HIPP) war bisher bekannt, dass sie unterschiedliche Morphologien haben (oben). Neue Untersuchungen zeigen, dass sie bei elektrischer Reizung (schwarze Kurven) andere Zellen mithilfe von stark unterschiedlichen zeitlichen Mustern hemmen (unten), wodurch die Informationsverarbeitung sehr komplex werden kann.

Grafik: BrainLinks-BrainTools

In ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie sich im Hippocampus spezielle Typen so genannter Interneurone vernetzen und wie sich ihre Funktion auf das gesamte Netzwerk auswirkt.

Interneurone regen andere Nervenzellen nicht dazu an, selbst aktiv zu werden, sondern hemmen sie im Gegenteil. Diese Unterdrückung von Aktivität spielt überall im Gehirn eine wichtige Rolle, um überhaupt Informationen verarbeiten zu können. Ohne Hemmung wären alle Nervenzellen gleichzeitig aktiv, und das Gehirn wäre effektiv lahmgelegt.

Im Hippocampus ist eine Vielzahl unterschiedlicher Typen hemmender Zellen vertreten, von denen bislang aber vor allem bekannt war, dass sie sich in Bau und Funktion stark voneinander unterscheiden. Allerdings hatte man bislang angenommen, dass ihr Einfluss auf die Vorgänge im Hippocampus nur gering sei.

Durch eine Kombination unterschiedlicher Untersuchungsmethoden zeigten Bartos, Vida und ihre Teams nun jedoch, dass diese hemmenden Zellen stark in die Aktivität und den zeitlichen Ablauf von Erregungsmustern des Hippocampus eingreifen können. Nicht nur das: Da die unterschiedlichen Kombinationen, mit denen diese Zelltypen verknüpft werden, auch unterschiedlich arbeiten, ist die hemmende Wirkung viel flexibler und vielseitiger als bisher vermutet.

Die Forschungsteams vermuten, dass hierdurch auch die Fähigkeit zur Informationsverarbeitung im Hippocampus deutlich größer ist als bislang angenommen. Die nun publizierten Erkenntnisse wurden an dünnen Schnitten des Hippocampus von Mäusen und Ratten gewonnen. Der nächste Schritt wird nun sein, die gewonnen Erkenntnisse auch im Gehirn der Tiere zu überprüfen.

Originalveröffentlichung:
Savanthrapadian S, Meyer T, Elgueta C, Booker SA, Vida I, and Bartos M (2014) Synaptic Properties of SOM- and CCK-Expressing Cells in Dentate Gyrus Interneuron Networks. Journal of Neuroscience 34(24): 8197-8209; doi: 10.1523/JNEUROSCI.5433-13.2014 

  
Kontakt:
Prof. Dr. Marlene Bartos
Systemische und Zelluläre Neurophysiologie
Institut für Physiologie I
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5194
E-Mail: marlene.bartos@physiologie.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.jneurosci.org/content/34/24/8197.full - Originalveröffentlichung

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick ins geschlossene Enzym
26.06.2017 | Universität Konstanz

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie