Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nachbarschaftshilfe für arbeitslose Nervenzellen

01.09.2008
Auch im erwachsenen Gehirn kommt es zur massiven Neuverdrahtung von Nervenzellen, um einen Ausfall im Informationsfluss zu kompensieren

Es ist ein Naturgesetz: Freie Flächen bleiben nicht lange frei. Sei es das Blumenbeet, das im Nu von Unkraut überwuchert ist, oder die freie Stelle im Terminkalender, die gerne von Kollegen mit einer Besprechung gefüllt wird. Was manchmal ärgerlich ist, gibt Neurobiologen nun Anlass zum Staunen. Denn auch im Gehirn werden Nervenzellen, die keine Informationen mehr von ihren ursprünglichen Partnerzellen bekommen, von benachbarten Zellen in Beschlag genommen. So werden Ausfälle zum Teil kompensiert. Wie gründlich dies selbst im erwachsenen Gehirn passiert, haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie und der Ruhr Universität Bochum gezeigt. (Nature Neuroscience, 31. August 2008)


Der Grad der Vernetzung zwischen Nervenzellen ist legendär. Doch wie gründlich auch das erwachsene Gehirn zur Neuverschaltung nach einem Ausfall fähig ist, erstaunt nun die Wissenschaft. Das Foto zeigt eine Farbkarte des visuellen Kortex sieben Tage (li.) und zwölf Tage (re.) nach einer kleinen Netzhaut-Läsion (Zentrum). Bild: MPI für Neurobiologie / Keck

Das menschliche Gehirn besteht aus rund hundert Milliarden Nervenzellen. Doch das ist erst der Anfang: Jede dieser Zellen ist über 10.000 bis 20.000 Kontakte mit ihren Nachbarzellen verbunden. Erst dieses hochkomplexe Netzwerk ermöglicht es, Eindrücke und Empfindungen aufzunehmen und zu verarbeiten. Doch was passiert im Gehirn, wenn plötzlich Informationen aus einem Sinnesorgan fehlen? Das kann geschehen, wenn zum Beispiel ein Unfall Tastsinneszellen der Haut zerstört, wenn Haarzellen im Ohr ausfallen oder wenn die Netzhaut des Auges beschädigt wird. In all diesen Fällen erhalten die Nervenzellen im Gehirn, die für den beschädigten Bereich zuständig sind, keine Informationen mehr - sie sind arbeitslos. Verkümmern diese Zellen daher?

Keinesfalls, wie Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie und Ulf Eysel von der Ruhr Universität Bochum nun in der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience berichten. Denn auch im Gehirn gilt: Freie Kapazitäten werden nicht verschwendet. Wie gründlich die Nervenzellen dieses Prinzip jedoch beherzigen, erstaunt nun die Fachwelt. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass nach einer kleinen punktförmigen Netzhaut-Läsion eine komplette "Neuverdrahtung" der zuvor für diesen Bereich zuständigen Nervenzellen stattfindet. Bereits nach wenigen Tagen bildeten die Nervenzellen, die nun keine Informationen mehr von "ihren" Netzhautzellen bekamen, dreimal so viele Fortsätze aus wie nichtbetroffene Nachbarzellen. Durch solche Fortsätze finden und identifizieren Nervenzellen Nachbarzellen, die sich für eine Kontaktaufnahme zum Datenaustausch eignen.

Das Ergebnis dieser gesteigerten Aktivität konnten die Wissenschaftler nach knapp zwei Monaten bestaunen: Die Nervenzellen hatten ihre vorherigen Kontakte, die durch die Läsion nutzlos geworden waren, nahezu vollständig durch neue Kontakte ersetzt. "Dass junge Gehirne anpassungsfähig sind ist ja bekannt", sagt Tara Keck zu ihren Ergebnissen. "Doch dass eine Neuverdrahtung in diesem Ausmaß auch im erwachsenen Gehirn stattfindet, hat alle überrascht." Durch diese massive Umstrukturierung der Zellkontakte konnten die zwischenzeitlich arbeitslos gewordenen Nervenzellen nun eingehende Signale aus anderen Netzhautbereichen verarbeiten. Der Schaden kann so zum Teil kompensiert werden. Diese unerwartete Anpassungsfähigkeit des erwachsenen Gehirns gibt ganz neue Denkanstöße zur möglichen Regeneration bei Verletzungen der Sinnesorgane.

Originalveröffentlichung:
Tara Keck, Thomas D. Mrsic-Flogel, Miguel Vaz Alfonso, Ulf T. Eysel,
Tobias Bonhoeffer, Mark Hübener
Massive restructuring of neuronal circuits during functional reorganization of adult visual cortex

Nature Neuroscience, 31. August 2008

Kontakt:
Dr. Stefanie Merker
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Tel.: +49 89 8578-3514
Fax: +49 89 89950-022
E-mail: Merker@neuro.mpg.de
Prof. Dr. Ulf Eysel, Lehrstuhl für Neurophysiologie
Ruhr-Universität Bochum, Bochum
Tel.: +49 234 3223849
Fax: +49 234 3214192
E-mail: eysel@rub.de

Dr. Stefanie Merker | idw
Weitere Informationen:
http://www.neuro.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen
20.02.2017 | Universität zu Lübeck

nachricht Zellstoffwechsel begünstigt Tumorwachstum
20.02.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

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: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie