Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hören - Feedback-Schleife im Gehirn

23.10.2013
LMU-Neurowissenschaftler beschreiben, wie eine Rückkopplungsfunktion dabei hilft, Schallquellen zu lokalisieren. Sie kann zugleich zu systematischen Fehlwahrnehmungen führen.

Beim Hören werden akustische Signale über Nervenzellen vom Innenohr zu neuronalen Schaltkreisen im Gehirn transportiert und dort verarbeitet. Eine der wichtigsten Aufgaben des Hörsystems ist die Lokalisation von Schallquellen. Sie wird durch die unterschiedliche Laufzeit des Schalls bestimmt:

Das schallzugewandte Ohr empfängt dasselbe Geräusch lauter und früher als das schallabgewandte Ohr. Letzterer Unterschied wird interaurale Laufzeitdifferenz (ITD von interaural time difference) genannt.

Ein Team um den LMU-Neurowissenschaftler Professor Benedikt Grothe hat nun einen neuen neuronalen Schaltkreis im auditorischen Stammhirn beschrieben, der von der „medial superior olive“ (MSO) ausgeht, dem Teil im auditorischen Stammhirn, der ITDs verrechnet.

Ihre Untersuchungen zeigen, dass die Neuronen der MSO ihre Empfänglichkeit für die interaurale Laufzeitdifferenz durch eine Feedback-Schleife anpassen, an der der Neurotransmitter GABA beteiligt ist. Darüber berichten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe von Nature Neuroscience.

Relative statt absoluter Lokalisation

Unser Hörsystem ortet Schallquellen, indem es die Antwortstärke der linken und der rechten MSO vergleicht. Durch den Botenstoff GABA wird die Balance der Aktivität der MSO in der linken und der rechten Hirnhälfte differenziert, und zwar in Abhängigkeit von der unmittelbaren Vorgeschichte der Stimulation (wenige 100 Millisekunden bis wenige Sekunden). Kommt ein Schall von vorne, werden linke und rechte MSO gleich stark aktiviert. Kommt ein Schall von einer Seite, wird die MSO auf der gegenüberliegenden Seite stärker aktiviert. Die neu entdeckte Feedback-Schleife führt nun dazu, dass ein zweiter, direkt folgender Schall zu einer reduzierten Aktivität der vorher dominierenden MSO führt. Das bedeutet, dass sich die Balance der Aktivität von rechter und linker MSO für kurze Zeit verschiebt.

Aus diesem Befund schlossen die Forscher, dass sich damit die subjektive Wahrnehmung des Ortes der zweiten Schallquelle verschieben sollte, sprich, eine Testperson systematische Fehler machen sollte. Dies konnte dann tatsächlich in der vorhergesagten Art und Weise bei menschlichen Probanden gezeigt werden.

„Der neue Schaltkreis zeigt, dass wir situationsabhängige, vorhersagbare Fehler in der absoluten Schalllokalisation machen. Das liegt daran, dass wir den Schall relativ lokalisieren“, sagt Grothe. Das gilt nicht nur für den Menschen, sondern für alle Säugetiere. Dieses Ergebnis bestätigt vergangene Untersuchungen des Teams.

Die Studie wurde unter anderem im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 870 „Bildung und Funktion neuronaler Schaltkreise in sensorischen Systemen“ gefördert.

nh

Publikation
Adaptation in sound localization: from GABAB receptor–mediated synaptic modulation to perception
Annette Stange, Michael H Myoga, Andrea Lingner, Marc C Ford, Olga Alexandrova, Felix Felmy, Michael Pecka, Ida Siveke und Benedikt Grothe
In: Nature Neuroscience
doi:10.1038/nn.3548
Ansprechpartner:
Professor Benedikt Grothe
Department Biologie II
Ludwig-Maximilians-Universität München
Tel.: 089 2180 74302
E-Mail: grothe@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen
23.11.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Neues Verfahren zum Nachweis eines Tumormarkers in bösartigen Lymphomen
23.11.2017 | 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: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung