Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Yin und Yang der Nervennetzwerke für Bewegung identifiziert

21.10.2011
Bewegung entsteht durch das hochkomplexe Zusammenspiel von Nervensystem und Muskeln.

Trotz deren Wichtigkeit waren bis anhin die Nervennetzwerke, welche gegensätzliche Bewegungen steuern, weitgehend unerforscht. Prof. Silvia Arber und ihr Team vom Biozentrum der Universität Basel und vom Friedrich Miescher Institut in Basel zeigen nun erstmalig eine organisatorische Trennung dieser Netzwerke im Rückenmark auf, die sowohl auf räumlicher Anordnung als auch auf Entwicklungszeit basiert. Diese Trennung spiegelt die verschiedenen Bewegungsabläufe wider und ermöglicht unterschiedliche Steuerungsmechanismen. Arbers Ergebnisse sind jetzt in der neuen Ausgabe des Journals Nature veröffentlicht.


Fotografische Studie zur Bewegung.
Von Marco Tripodi

Bewegung ist eine zentrale Fähigkeit von Mensch und Tier. Dabei muss eine Vielzahl von Muskeln wie ein Orchester vom Nervensystem über gezielte Impulse gesteuert und koordiniert werden. Die Ausführung von gegensätzlichen Bewegungen spielt dabei eine wichtige Rolle. So wechseln sich zum Beispiel Muskeln für Beugung und Streckung in der Arbeit ab, wie dies tagtäglich beim Gehen passiert. Befehle zur Beugung oder Streckung werden über spezielle Nervenzellen im Rückenmark, den Motoneuronen, an die entsprechenden Muskeln weitergeleitet. Den Motoneuronen vorgeschaltet liegen sogenannte Interneuronen, die den Impuls entsprechend an Beuger- oder Strecker-Motoneuronen weiterleiten. In Analogie entsprechen diese vorgeschalteten Interneuronen dem Dirigenten eines Orchesters, der die Befehle zum Spielen oder Schweigen erteilt.

Räumliche und zeitliche Trennung von Interneuronen-Gruppen
Silvia Arbers Forschungsgruppe ist es erstmalig gelungen, die verschiedenen Interneuronen-Gruppen dreidimensional im Rückenmark zu lokalisieren und dadurch genauer zu untersuchen. Neu entwickelte Methoden haben es der Forschungsgruppe nun ermöglicht, die Verteilung von Interneuronen, welche für Beugungs- und Streckungsbewegung verantwortlich sind, im Rückenmark darzustellen. Interessanterweise zeigte sich dabei, dass diese beiden funktionell verschiedenen Gruppen von Interneuronen eine markant unterschiedliche Verteilung aufweisen. Die Ursache dieser Unterschiede liegt in deren Entwicklung. Dabei reifen Interneuronen mit Beuger- oder Strecker-Funktion zu unterschiedlichen Zeiten, so dass eine zeitliche Komponente während der Entwicklung eine massgebliche Rolle für die Verbindungen zu funktionell gegensätzlichen Motoneuronen spielt. Entwicklungszeit und räumliche Anordnung dieser Nervenzellen sind somit wichtig für deren spätere Funktionen im Bewegungsablauf.
Neue Möglichkeiten für die Forschung
Bislang war nicht bekannt, ob Netzwerke von Interneuronen spezifisch einer der beiden Funktionen – Impulsweiterleitung zur Beugung oder Streckung eines Muskels – zuzuordnen sind. Auch dass die Funktionsweise der dafür zuständigen Nervenzellen von ihrer zeitlichen und räumlichen Entwicklung abhängen, ist ein überraschendes Ergebnis. Das bessere Verständnis dieser organisatorischen Prinzipien wird dazu führen, dass gezielte Studien an den nun identifizierten Netzwerken durchgeführt werden können. Krankheiten des Nervensystems führen oft zu motorischen Netzwerkdefekten und Verletzungen am Rückenmark können die Motorik stark einschränken. Ein besseres Verständnis der Funktions- und Organisationsprinzipien der motorischen Netzwerke ist essentiell, um zukünftige Interventionsmöglichkeiten ausfindig zu machen.
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Silvia Arber, Biozentrum der Universität Basel, Klingelbergstrasse 50 / 70, CH - 4056 Basel, Tel. +41 61 267 20 57, Email: silvia.arber@unibas.ch
Originalbeitrag
Marco Tripodi, Anna E. Stepien und Silvia Arber
Motor antagonism exposed by spatial segregation and timing of neurogenesis
Nature (2011), doi:10.1038/nature10538, Published online 19 October 2011

Heike Sacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick ins geschlossene Enzym
26.06.2017 | Universität Konstanz

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie

Neue Therapieansätze bei RET-Fusion - Zwei neue Inhibitoren gegen Treibermutation

26.06.2017 | Medizin Gesundheit