Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schaltstelle statt Durchgangsstation: Motorische Steuerung im Hirnstamm

17.10.2012
Die obere Vierhügelplatte, eine neuronale Struktur die das Dach des menschlichen Hirnstamms bildet, ist in die Kontrolle von Hand- und Armbewegungen eingebunden.
Das zeigen Wissenschaftler der Neurologischen Universitätsklinik Tübingen und des Hertie-Instituts für klinische Hirnforschung (HIH) in einer aktuellen Studie, die in der Zeitschrift Journal of Neuroscience erschienen ist. Der Hirnstamm wird vor allem mit basalen, sehr einfachen Funktionen in Verbindung gebracht. Bisher ging man davon aus, dass der Hirnstamm die vom Großhirn kommenden Bewegungsbefehle lediglich weiterleitet. Die jetzt erhobenen Daten zeigen aber, dass es sich um eine wichtige Schaltstation handeln könnte.

Eigentlich sind die Colliculi Superiores (obere Hügelchen) der sogenannten Vierhügelplatte eine der am besten untersuchten Strukturen des Gehirns von Primaten, zu denen auch die Menschen gehören. Bisher ist man davon ausgegangen, dass diese Region des Gehirns einfachste visuelle Eindrücke verarbeitet und schnelle Augenbewegungen steuert.
„Wenn sie im Augenwinkel etwas bemerken und mit einem schnellen Reflex hinschauen dann waren ihre Colliculi Superiores am Werk“ so Dr. Marc Himmelbach, Wissenschaftler am Hertie Institut für Hirnforschung und der Neurologischen Universitätsklinik Tübingen. „Genau gleich funktionieren die Colliculi auch bei vielen Tieren. Für einige Arten ist es sogar der einzige Teil des Gehirns, der Gesehenes verarbeitet.“

Bis vor kurzem dachte man, dass damit die Möglichkeiten dieser Struktur erschöpft sind und alle komplexeren Aufgaben ausschließlich vom Großhirn bestimmt und gesteuert werden. In den letzten Jahren haben jedoch einige Arbeiten über Affen gezeigt, dass mehr dahinter sein könnte, wenn es um diesen Bereich des Hirnstamms geht. So hat eine Arbeitsgruppe in Bochum in den Colliculi von Affen einzelne Neuronen gefunden, die nicht nur bei Augenbewegungen, sondern auch bei Armbewegungen aktiv waren. Eine ungewöhnliche Entdeckung, die zum einen von vielen Forschern angezweifelt wurde, zum anderen nicht einfach auf das bereits etwas anders organisierte Gehirn des Menschen übertragen werden konnte.
Wissenschaftler in Tübingen haben jetzt mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie diese Beobachtungen beim Menschen bestätigt. Funktionelle Messungen so tief im Gehirn sind allerdings mit zahlreichen Problemen behaftet. „Zwei Jahre lang haben wir Vormessungen durchgeführt und unsere Methoden perfektioniert, ohne zu wissen ob es am Ende klappen wird“, so Walter Linzenbold über sein Promotionsprojekt. Am Ende war es dann aber klar: wenn sie Arme und Hände bewegten war bei den menschlichen Probanden genau an den Stellen eine erhöhte Hirnaktivität zu sehen, an denen bei Affen die Neuronen verstärkt feuerten.

Projektleiter Dr. Marc Himmelbach sieht darin vor allem auch ein wichtiges Beispiel für die notwendige Interaktion von human- und tierexperimentellen Methoden in den Neurowissenschaften: „Ohne die Befunde aus den Bochumer Experimenten hätten wir überhaupt nicht gewusst, wo wir eigentlich hinschauen müssen. Wir hätten jahrelang Unmengen von Daten erheben können, ohne irgendetwas zu finden.“
Die Ergebnisse liefern einen wichtigen Baustein für das Verständnis des sensomotorischen Systems des Menschen. „Eigentlich gilt die Verknüpfung von Sensorik und Motorik, von Wahrnehmen und Handeln, inzwischen schon fast als langweiliges und nicht mehr ganz aktuelles Thema in der Hirnforschung. Aber hier sieht man, dass es noch viel unbekanntes Terrain gibt.“ erläutert Marc Himmelbach und betont: „Es wäre vermessen, diese Beobachtungen zum jetzigen Zeitpunkt mit technischen Anwendungen oder der Heilung von Krankheiten zu verbinden. Bedeutend sind diese Beobachtungen, weil sie einerseits bisher geltende Modelle der Bewegungssteuerung infrage stellen und damit einen wichtigen und langfristigen Einfluss auf diesen Forschungsbereich haben könnten. Andererseits zeigen sie, dass Messungen der Hirnfunktion am Hirnstamm des Menschen mit der Kernspintomographie überhaupt zuverlässig möglich sind.“

Originaltitel der Publikation

Signals from the deep: reach-related activity in the human superior colliculus.
Autoren: Walter Linzenbold, Marc Himmelbach
Journalof Neuroscience 2012 Oct 3;32(40):13881-8
doi: 10.1523/JNEUROSCI.0619-12.2012.

Medienkontakt

Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH), Universitätsklinikum Tübingen
Zentrum für Neurologie, Sektion Neuropsychologie
Dr. Marc Himmelbach
Tel. 0 70 71/29-8 76 00
E-Mail: marc.himmelbach@uni-tuebingen.de

Hertie-Institut für klinische Hirnforschung
Leiterin Kommunikation
Silke Jakobi
Telefon: 07071-28 8 88 00
Mail: silke.jakobi@medizin.uni-tuebingen.de
Universitätsklinikum Tübingen
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ellen Katz
Telefon: 07071-29 80 112
Mail: ellen.katz@med.uni-tuebingen.de

Dr. Ellen Katz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de
http://www.medizin.uni-tuebingen.de/Patienten/Kliniken/Neurologie.html
http://www.medizin.uni-tuebingen.de/Patienten/Institute/Hertie_Institut+f%C3%BCr+klinische+Hirnforschung-p-743.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus
23.02.2017 | Versorgungsatlas

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

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: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie