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Zensur im Gehirn

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Gehirnforscher aus Amsterdam haben im Hippokampus ein doppeltes Kontrollsystem wahrgenommen. Dieses doppelte Kontrollsystem trägt zum Gehirn bei und bewirkt, dass das Gehirn nicht ’ausflippt’ wie bei einem Epilepsieanfall.

Die Neurobiologen von der Universität von Amsterdam, die von der niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung (NWO) finanziert werden, machten ihre Wahrnehmungen am Hippokampus von Ratten. Der Hippokampus spielt wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Umsetzung des Kurzzeitgedächtnisses in das Langzeitgedächtnis.
Der Hippokampus enthält zwei Arten von Gehirnzellen: Pyramidezellen und Interneuronen. Pyramidezellen sind die wichtigsten Zellen im Hippokampus. Sie verarbeiten eingehende Informationen und geben Signale an Pyramidezellen in anderen Gehirnbereichen weiter. Die Interneuronen können die Aktivität der Pyramidezellen bremsen.
Die Forscher studierten die elektrischen Signale, mit denen die Nervenzellen kommunizieren. Es stellte sich heraus, dass die Interneuronen die Pyramidezellen auf zweierlei Weise bremsen. Manche Interneuronen erhalten dieselben Signale wie die Pyramidezellen. Dies ermöglicht es den Interneuronen, zu bestimmen, welche Informationen die Pyramidezellen erhalten. Das ist also eine Art Vorkontrolle. Andere Interneuronen können die Pyramidezellen erst dann bremsen, wenn diese erneut Signale abgeben wollen. Sie kontrollieren die Aktivität der Pyramidezellen nachträglich.
Ein Vorteil des doppelten Kontrollmechanismusses ist, dass das Gehirn immer scharf ist, aber nicht überlastet werden kann. Das es wichtig ist, dass das Gehirn nicht überlastet werden kann, erweist sich zum Beispiel bei Epilepsie. Bei einem Epilepsieanfall gerät das Gehirn, einschließlich Hippokampus, durcheinander und geben alle Pyramidezellen gleichzeitig Signale ab. Das Gehirn wird überlastet und kann nicht mehr adäquat auf Stimuli von außen reagieren. Der Patient verliert dann das Bewusstsein.
Es gibt Anzeichen, dass bei Epilepsiepatienten die Interneuronen angegriffen sind, so dass die Pyramidezellen weniger abgebremst werden. Zukünftige Untersuchungen sollen erweisen, welche der zwei Interneuronenarten angegriffen ist.
Nähere Informationen bei der Doktorandin Corette Wierenga (Universität von Amsterdam, Swammerdam Institute for Life Sciences, Fachbereich Neurobiologie, ab dem 15. Februar tätig an der Brandeis University, Waltham (MA), USA, Tel. +31 (0)20 5257632 (Büro) oder +31 (0)20 6279261 (privat), Fax +31 (0)20 5257709, E-Mail: wierenga@science.uva.nl Promotion am 18. Januar 2002, Promotor Prof. Dr. W.J. Wadman

Msc Michel Philippens | idw

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Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

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Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...