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 Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik