Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mäuse-Sprache kommt ohne Großhirn aus

06.03.2015

Göttinger Wissenschaftler zeigen, dass die Nager nicht geeignet sind, um das Erlernen von Sprache zu erforschen

Die menschliche Sprache ist einzigartig, wir können Dinge und Ideen bezeichnen und sind in der Lage, durch Kombination von Silben und Wörtern unendlich viele Äußerungen zu produzieren. Eine wichtige Voraussetzung für Sprache ist die Fähigkeit, Laute nachzuahmen, also akustische Information abzuspeichern und die eigene Lautgebung daran auszurichten. Kortikale Strukturen im Gehirn spielen dabei eine wichtige Rolle.


Mausgesänge

Abbildung: Kurt Hammerschmidt

Während Singvögel und auch einige meereslebende Säugetiere zur Nachahmung von Lauten fähig sind, gibt es bei landlebenden Säugetieren kaum Hinweise auf vokales Lernen – noch nicht einmal bei den uns so nah verwandten Schimpansen, die nur auf ein angeborenes Repertoire an Lauten zurückgreifen können. Um die Grundlagen des vokalen Lernens aufzuklären, gerieten in den letzten Jahren zunehmend Mäuse in den Fokus der Aufmerksamkeit.

Sie sind näher mit dem Menschen verwandt als Vögel oder Delfine, vokalisieren viel, und es gibt zahlreiche sogenannte „Mausmodelle“, bei denen gezielt bestimmte Gene manipuliert werden können. Zudem gab es Hinweise darauf, dass Mäuse in gewissem Umfang zum vokalen Lernen befähigt sein könnten.

Julia Fischer und Kurt Hammerschmidt vom Deutschen Primatenzentrum in Göttingen haben gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie jedoch in ihrer jetzt veröffentlichten Studie gezeigt, dass Mäuse kein gutes Modell zur Erforschung von Sprache sind: Tiere, die aufgrund eines Gendefekts keine Großhirnrinde besitzen, unterscheiden sich in ihren Lautäußerungen nicht von gesunden Mäusen. Ihre Lautäußerungen werden also in evolutionär alten Hirnbereichen kontrolliert und sind nicht auf kortikale Verarbeitung angewiesen (Scientific Reports).

Eine der größten Fragen der menschlichen Evolution ist die Entstehung der Sprache. Wir können Wörter nachahmen und lernen, sie auf bestimmte Weise situationsgerecht zu gebrauchen. Dazu sind höhere Hirnfunktionen notwendig, die in der Großhirnrinde angesiedelt sind. Es gibt zahlreiche Studien an Singvögeln, Fledermäusen und zunehmend auch an Mäusen, die sich mit den Grundlagen des vokalen Lernens beschäftigen.

Allerdings sind gerade die Studien an Mäusen widersprüchlich: Es war bislang umstritten, ob Mäuse überhaupt in der Lage sind, ihre Lautäußerungen aufgrund von Nachahmung oder Lernen zu verändern. Julia Fischer und Kurt Hammerschmidt vom Deutschen Primatenzentrum haben daher zusammen mit Gregor Eichele und Gabriela Whelan vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie die Ultraschall-Laute von Mäusen untersucht, die aufgrund eines Gendefekts kein Großhirn besitzen und diese mit den Lauten der Wurfgeschwister mit normalem Gehirn verglichen.

Die Forscher konzentrierten sich auf zwei charakteristische Lautäußerungen der Mäuse. Zum einen waren dies die sogenannten Isolationsrufe, die junge Mäuse ausstoßen, wenn sie von der Mutter getrennt werden. Da schon neun Tage alte Mäuse diese Rufe produzieren, obwohl sie zu der Zeit noch gar nicht hören können, waren Fischer und ihre Kollegen nicht überrascht, dass sich die Rufe der Mäuse ohne Großhirn nicht von denen der normalen Mäuse unterschieden.

Anders sah die Situation bei den älteren männlichen Mäusen aus, die bei der Werbung um Weibchen bestimmte Ultraschall-Laute produzieren. Dass sich auch hier weder die Häufigkeit der Rufe noch die akustische Qualität von Mäusen mit und ohne Großhirnrinde unterschieden, hatten die Wissenschaftler so nicht erwartet.

„Die Lautäußerungen der Mäuse werden offensichtlich von evolutiv älteren Hirnbereichen kontrolliert“, sagt Julia Fischer, Leiterin der Abteilung Kognitive Ethologie am Deutschen Primatenzentrum. Das Großhirn ist anders als beim Menschen nicht notwendig für die stimmliche Kommunikation der Mäuse. „Mäuse sind daher weniger gut geeignet, um die Mechanismen des Erlernens von Sprache zu erforschen“, so das Fazit der Wissenschaftlerin. Allerdings seien sie dennoch wertvolle Modelle, um die genetischen Grundlagen von Sozialverhalten besser zu verstehen.

Originalveröffentlichung

Hammerschmidt, K., Whelan, G., Eichele, G. & Fischer, J. Mice lacking the cerebral cortex develop normal song: Insights into the foundations of vocal learning. Sci. Rep. 5, 8808, DOI:10.1038/srep08808 (2015).

Kontakt und Hinweise für Redaktionen

Prof. Dr. Julia Fischer
Tel.: +49 551 3851-375
E-Mail: jfischer@dpz.eu

Dr. Susanne Diederich (Kommunikation)
Tel: +49 551 3851-359
E-Mail: sdiederich@dpz.eu


Die Deutsches Primatenzentrum GmbH (DPZ) - Leibniz-Institut für Primatenforschung betreibt biologische und biomedizinische Forschung über und mit Primaten auf den Gebieten der Infektionsforschung, der Neurowissenschaften und der Primatenbiologie. Das DPZ unterhält außerdem vier Freilandstationen in den Tropen und ist Referenz- und Servicezentrum für alle Belange der Primatenforschung. Das DPZ ist eine der 89 Forschungs- und Infrastruktureinrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft.

Weitere Informationen:

http://www.dpz.eu - Website des Deutschen Primatenzentrums

http://medien.dpz.eu/webgate/keyword.html?currentContainerId=2681 - Mediathek

http://www.dpz.eu/de/abteilung/kognitive-ethologie/ueber-uns.html - Abteilung Kognitive Ethologie, DPZ

https://www.mpibpc.mpg.de/eichele - Abteilung Gregor Eichele, MPI für biophysikalische Chemie

Dr. Susanne Diederich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften