Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Größer oder heller? Wie Nervenzellen in der Netzhaut des Auges Bilder analysieren

27.01.2012
Grundlagenforschung zum Sehen: Forscher der Universitätsmedizin Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie Martinsried finden Mechanismen in den Nervenzellen des Auges, die beim Sehen zwischen kleinen, kontrastreichen und großen, kontrastarmen Objekten unterscheiden lassen.

Sehen beginnt, wenn Licht auf die Netzhaut des Auges trifft. Sofort werden Nervenzellen in der Netzhaut aktiv. Spezialisierte Zellen in der Netzhaut, die Photorezeptoren, nehmen dabei das Licht auf, wandeln es in elektrische Signale um und senden diese Information über ihre Synapsen an andere Nervenzellen in der Netzhaut weiter.


Blick durchs Mikroskop: Foto der für die Messung verwendeten Messelektroden mit retinalem Gewebe im Hintergrund. Foto: umg/Gollisch


Schematische Darstellung für die Umwandlung eines visuellen Bildes in die elektrischen Signale der Netzhaut sowie schematisches Netzwerk der Nervenzellen. Abbildung: umg/Gollisch

Bisher wusste man: Jede Zelle ist dabei für einen kleinen Ausschnitt des visuellen Gesichtsfeldes zuständig. Wie aber unterscheiden die Zellen, ob das Licht innerhalb dieses Ausschnitts von einem kleinen, hellen Objekt ausgeht, oder aber von einem großen, signalschwachen Objekt ausgesendet wird?

Forscher der Universitätsmedizin Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie Martinsried konnten nun zeigen, dass es hierzu zwei unterschiedliche Arten von Nervenzellen in der Netzhaut des Auges gibt. Die eine Art von Nervenzellen ist darauf spezialisiert, kleine Objekte zu erkennen. Andere Nervenzellen sind Experten beim Erkennen großer Objekte. Zusammen stellen diese Nervenzellen dem Gehirn die nötige Information zur Verfügung, um das Sehen und Unterscheiden von Objekten zu ermöglichen.

Die Untersuchungen zur Grundlagenforschung des Sehens unter der Leitung von Prof. Dr. Tim Gollisch, Professor für "Sensory Processing in the Retina" in der Abteilung Augenheilkunde und Forscher im Sonderforschungsbereich 889 "Zelluläre Mechanismen sensorischer Verarbeitung" an der Universitätsmedizin Göttingen, wurden jetzt im renommierten Wissenschaftsmagazin "Neuron" veröffentlicht.

Originalveröffentlichung: Bölinger D, Gollisch T (2012). Closed-loop measurements of iso-response stimuli reveal dynamic nonlinear stimulus integration in the retina. Neuron 73: 333-346, doi: 10.1016/j.neuron.2011.10.039

Entdeckt haben die Wissenschaftler aus Martinsried und Göttingen die beiden unterschiedlichen Arten von Nervenzellen bei ihren Untersuchungen in der Netzhaut von Salamandern. Dabei fanden die Forscher auch heraus, wie diese beiden Arten von Nervenzellen ihre jeweiligen Aufgaben erledigen: "Zellen, die für große Objekte zuständig sind, erhalten zusätzliche hemmende Signaleingänge. Die hemmende Wirkung entfaltet sich bei starkem Kontrast, also bei besonders hellen Objekten vor dunklem Hintergrund oder umgekehrt", so Prof. Dr. Tim Gollisch. "Daher sind kleine, kontrastreiche Objekte nicht gut geeignet, um diese Zellen zu aktivieren. Stattdessen führen große, kontrastärmere Objekte zu vermehrtem Feuern der Nervenzellen, da nun keine Hemmung auftritt. Bei den Nervenzellen, die für kleine Objekte zuständig sind, fehlen hingegen diese hemmenden Signale, sodass die Zellen schon auf kleine, aber kontrastreiche Objekte stark reagieren."

Dem Salamander selbst erlaubt diese Spezialisierung der Nervenzellen in seinem Auge möglicherweise, so vermuten die Forscher, die Unterscheidung zwischen kleinen Beutetieren und größeren Fressfeinden, die es auf den Salamander abgesehen haben. Auch beim Menschen könnte eine vergleichbare Unterscheidung zwischen kleinen und großen Objekten auf ähnliche Weise schon in der Netzhaut des Auges stattfinden. Sie würde beispielsweise für eine schnelle Reaktion sorgen, wenn aus dem Augenwinkel her Gefahr droht.

WEITERE INFORMATIONEN
Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Abteilung Augenheilkunde
AG Sensory Processing in the Retina
Prof. Dr. Tim Gollisch, Telefon 0551 / 39-13542
tim.gollisch@med.uni-goettingen.de

Stefan Weller | idw
Weitere Informationen:
http://www.retina.uni-goettingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

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: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau