Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neurobiologie: Eine Frage der Nutzung

02.08.2017

Die Aktivität der Nervenzellen im Hörsystem beeinflusst die Dicke der isolierenden Myelinschicht und damit die Signalübertragung sowohl während der Entwicklung als auch im erwachsenen Gehirn, wie LMU-Wissenschaftler im Mausmodell zeigen.

Nervenzellen kommunizieren über elektrische Impulse, die von ihren Fortsätzen, den Axonen, weitergeleitet werden. Wie schnell eine Information weitergegeben wird, hängt unter anderem vom Durchmesser der Axone und der Dicke der isolierenden Myelinschicht ab, die die Axone umgibt. Dabei gilt: Je größer der Durchmesser und je dicker die Myelinschicht, desto besser die Signalübertragung.


Querschnitte von Nervenfasern des Trapezkörpers (rot) und die isolierende Myelinschicht (grün). Bild: J. Sinclair, C. Kopp-Scheinpflug, LMU

Bei Säugetieren ist das Hörsystem stark myelinisiert und einer der leistungsfähigsten Bereiche des Zentralnervensystems. Die LMU-Neurobiologin PD Dr. Conny Kopp-Scheinpflug hat mit ihrem Team nun am Mausmodell erstmals nachgewiesen, dass die Aktivität der Nervenzellen im Hörsystem die Myelinisierung beeinflusst – je aktiver die Zellen, desto dicker ist die Myelinschicht. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „The Journal of Neuroscience“.

Hörsinneszellen werden durch die Wahrnehmung von Geräuschen aktiviert. „Das Hörsystem von Mäusen zu untersuchen, bietet sich an, da die Tiere taub geboren werden und erst nach zwölf Tagen beginnen, Laute wahrzunehmen. Entsprechend steigert sich mit dem Hörbeginn die Aktivität der Nervenzellen“, sagt Kopp-Scheinpflug.

Die Wissenschaftler untersuchten die neuronale Aktivität im Trapezkörper, einer zur Hörbahn gehörenden Struktur im Hirnstamm. Sie konnten zeigen, dass sich die Übertragungsgeschwindigkeit und die Frequenz der Signale verdoppelten, sobald die Mäuse hören konnten. Auch der Durchmesser der Nervenzellen und die Dicke der Myelinschicht nahm im Laufe der Entwicklung des Hörsystems zu, bis sie die Werte erwachsener Tiere erreichten.

Zusätzlich untersuchten die Wissenschaftler, welche Auswirkungen eine verminderte Stimulierung der Nervenzellen im Trapezkörper hat. „Dazu haben wir die Ohren der Versuchstiere ab dem zehnten Lebenstag für weitere zehn Tage mit Ohrstöpseln verschlossen, was zu einem reversiblen Hörverlust von etwa 50 Dezibel führt“, sagt Kopp-Scheinpflug. In der Folge blieb die Zunahme des Axon-Durchmessers weitgehend aus, und auch die Myelinschicht blieb dünner.

Verschlossen die Wissenschaftler die Ohren erwachsener Mäuse, verminderte sich die Dicke der Myelinschicht ebenfalls, nicht aber der Durchmesser der Axone. Aus diesen Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass sowohl für den Aufbau als auch für die Aufrechterhaltung der Myelinschicht neuronale Aktivität wichtig ist, die Nervenzellen also stimuliert werden müssen.

„Das aus unseren Daten entwickelte Computermodell sagt zudem voraus, dass nicht nur die axonale Leitfähigkeit abnimmt, sondern auch die Fähigkeit, mit hoher Frequenz Aktionspotentiale weiterzuleiten“, sagt Kopp-Scheinpflug. „Dieser Verlust mindert die Übertragungsgenauigkeit und ist besonders im Hörsystem kritisch, da die akustische Umwelt hauptsächlich durch die Verrechnung von Anzahl und Zeitpunkt der elektrischen Impulse wahrgenommen wird.“
The Journal of Neuroscience 2017

Publikation:
Sound-evoked activity influences myelination of brainstem axons in the trapezoid body
J. Sinclair, M. Fischl, O. Alexandrova, M. Heß, B. Grothe, C. Leibold, und C. Kopp-Scheinpflug,
The Journal of Neuroscience 2017

Kontakt:
PD Dr. Conny Kopp-Scheinpflug
Fakultät für Biologie
Systemische Neurobiologie
Tel.: +49(0)89218074310
Mobil: +49(0)1722801322
E-Mail: cks@bio.lmu.de

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien
19.09.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden
19.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

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: 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...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie