Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn die Gehirnhälften gegeneinander spielen

24.02.2012
Berner Neurowissenschaftler haben herausgefunden, wie die beiden Hirnhälften Reize durch Berührungen untereinander abstimmen – und auch gegenseitig unterdrücken.
Das kann für Schlaganfall-Patienten ein neuer Therapieansatz sein.
Reize durch Berührungen werden im Körper über Nervenbahnen zum Gehirn weitergeleitet – und kreuzen sich dabei: Werden wir an der rechten Hand berührt, löst dies eine Aktivität in der linken Gehirnhälfte aus.

Dennoch müssen die beiden Hirnhälften ihre Wahrnehmung abstimmen – und die Signale stets der anderen Hirnhälfte mitteilen. Sie tun dies über den sogenannten Balken, eine breite Nervenbahn, die beide Hirnhälften miteinander verbindet.

Dabei werden nicht nur aktivierende, sondern auch hemmende Signale vermittelt: Soll sich etwa nur die linke Hand bewegen, wird die Aktivität in der linken Hirnhälfte unterdrückt, damit sich nicht auch die rechte Hand mitbewegt. Durch eine gegenseitige Unterdrückung halten die Gehirnhälften ihre Aktivität im Gleichgewicht – ähnlich dem gleichzeitigen Drücken von Gas- und Bremspedal.

Wie dieser Unterdrückungs-Mechanismus auf zellulärer Ebene funktioniert, war bislang unbekannt. Eine Forschergruppe unter der Leitung von Prof. Matthew Larkum vom Institut für Physiologie der Universität Bern, des Inselspitals Bern und der Berliner Humboldt-Universität konnte ihn nun entschlüsseln. Die Erkenntnisse sind grundlegend für zahlreiche Interaktionen zwischen den Hirnhälften und könnten zum Beispiel bei der Behandlung von Schlaganfällen von Bedeutung sein. Die Studie wird heute im Journal «Science» publiziert.

Die Wahrnehmung besser verstehen

Mit verschiedenen Techniken untersuchten die Forschenden die Signalübermittlung von Nervenzellen im Gehirn einer Ratte, nachdem sie deren Hinterpfote stimuliert hatten. Wenn die rechte und linke Hinterpfote gleichzeitig stimuliert wurden, kam es zu einer Unterdrückung der Zellaktivität von bis zu einer halben Sekunde in beiden Hirnhälften. «Dieser Schaltmechanismus der Nervenzellen hilft uns, einige Rätsel in der Signalübermittlung im Gehirn zu lösen», sagt Larkum.

Für die Untersuchung nutzten die Forschenden einen neue Technologie, die sogenannte Optogenentik, die Optik und Genetik verbindet. Damit konnten sie genetisch veränderte Zellen mit Licht stimulieren und so den Signalweg zwischen den Hirnhälften präzise verfolgen. Die Ergebnisse lassen etwa das «Neglect-Syndrom» besser verstehen: Bei diesem Phänomen nehmen Patienten nach einem Schlaganfall nur noch die eine Hälfte ihres Körpers wahr. Dies hängt mit einer gestörten Signalübermittlung im Gehirn zusammen – eine Gehirnhälfte ist «hyperaktiv», weil sie von der anderen nicht mehr wie gewohnt unterdrückt wird.

Erfolg von Grundlagen- und klinischer Forschung

Eine Forschergruppe der Abteilung für kognitive und restorative Neurologie am Inselspital hat Neglect-Patienten untersucht und festgestellt, dass starke Magnetfelder in der Nähe des Kopfes die Symptome verringern. In einer Zusammenarbeit mit den Autoren dieser Studie konnten die Forschenden am Inselspital zeigen, dass eine magnetische Stimulation von Rattenhirnen denselben zellulären Unterdrückungs-Mechanismus auslöst wie bei der gleichzeitigen Stimulation beider Hinterpfoten.

«Diese Nervenschaltungen und damit das Zusammenspiel zwischen den Hirnhälften zu verstehen, ermöglicht unter anderem eine gezieltere und effektivere Behandlung von Schlaganfallpatienten», erklärt Larkum. Die Erkenntnisse aus der Studie sind laut den Forschenden weitreichend, da sie auf verschiedene kognitive Fähigkeiten und Krankheiten anwendbar sind, die mit der Kommunikation beider Hirnhälften zusammenhängen. «Unsere Studie zeigt auch wie wichtig es ist, Grundlagenforschung und klinische Forschung zu verbinden – eine Aufgabe, die die Universität Bern und das Inselspital zusammen sehr gut lösen.»

Bibliographische Angaben: Lucy M. Palmer, Jan M. Schulz, Sean C. Murphy, Debora Ledergerber, Masanori Murayama, Matthew E. Larkum: The Cellular Basis of GABAB-Mediated Interhemispheric Inhibition, Science in Press.

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Mikrobiologen entwickeln Methode zur beschleunigten Bestimmung von Antibiotikaresistenzen
13.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Überschreiben oder Speichern? Die Gewissensfrage zur Vergesslichkeit
13.02.2018 | PhytoDoc Ltd.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics