Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sehen im Automatik-Modus: Wie sich Nervenzellen in der Netzhaut des Auges an den Kontrast anpassen

08.03.2013
Grundlagenforschung zum Sehen: Forscher der Universitätsmedizin Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried haben untersucht, wie die Nervenzellen des Auges auf Änderungen im Kontrast der visuellen Umgebung reagieren. Veröffentlicht in NEURON.

Unser Sehsystem muss beständig mit den unterschiedlichsten Szenarien zurechtkommen. An klaren, sonnigen Tagen müssen wir ebenso auf plötzlich auftauchende Objekte reagieren können wie im trüben Nebel. Damit dies funktioniert, passen sich die Nervenzellen im Sehsystem an die jeweiligen Kontrastverhältnisse an. Das ähnelt dem Automatik-Modus einer Fotokamera, deren Einstellungen sich an den Lichtverhältnissen orientieren.


Beispiel für Unterschiede im visuellen Kontrast: Fotografie unter hohem Kontrast (links) und mit künstlich reduziertem Kontrast (rechts).
Foto: umg/Gollisch

Jedoch funktioniert dies in unserem Sehsystem noch weit besser. Wenn Nebel aufzieht und damit der visuelle Kontrast geringer wird, erhöhen die Zellen ihre Empfindlichkeit für optische Reize – die Zellen adaptieren. Wie aber reagieren die Zellen, wenn sich der Kontrast nur in einem Teil der Szenerie ändert, etwa wenn grelle Schlussleuchten eines vorausfahrenden Autos im Nebel auftauchen?

Dieser Frage sind Forscher der Universitätsmedizin Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried unter der Leitung von Prof. Dr. Tim Gollisch, Professor für „Sensory Processing in the Retina“ in der Abteilung Augenheilkunde und Forscher im Sonderforschungsbereich 889 „Zelluläre Mechanismen sensorischer Verarbeitung“ an der Universitätsmedizin Göttingen, nachgegangen. Die Wissenschaftler haben das Adaptierungsverhalten von Nervenzellen in der Netzhaut von Salamandern genauer untersucht. Dabei haben sie festgestellt: Die Empfindlichkeit der Nervenzellen ändert sich beim Auftreten eines kontrastreichen Objektes nicht nur am Ort dieses Objektes, sondern auch in benachbarten Regionen. Die Ergebnisse wurden im renommierten Wissenschaftsmagazin „NEURON“ veröffentlicht.

„Das räumlich ausgedehnte Adaptierungsverhalten der Zellen könnte dazu beitragen, dass sich unser Sehsystem auf die kontrastreichsten Objekte in einer komplexen Szenerie konzentrieren kann. Außerdem ließe sich so erklären, dass die Sen-sitivität auch bei sich bewegenden Objekten richtig justiert wird“, sagt Prof. Dr. Gollisch. Die Forscher vermuten, dass die gleichen Mechanismen zur Anpassung an den Kontrast auch in anderen Säugetieren und beim Menschen gelten. Sie hoffen, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen, die Prinzipien der visuellen Signalverarbeitung im Gehirn besser zu verstehen. „Dieses Wissen wird beispielsweise benötigt, um langfristig die Entwicklung von visuellen Prothesen zu verbessern“, so Prof. Gollisch. „Das können etwa künstliche Netzhäute sein, die bereits bei gewissen Formen der Erblindung getestet werden, um einen Teil des Sehvermögens wieder herzustellen.“

Originalveröffentlichung: Garvert MM, Gollisch T (2013). Local and global contrast adaptation in retinal ganglion cells. Neuron 77: 915-928, doi: 10.1016/j.neuron.2012.12.030

http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(13)00036-6)

WEITERE INFORMATIONEN
Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Abteilung Augenheilkunde
AG Sensory Processing in the Retina
Prof. Dr. Tim Gollisch, Telefon 0551 / 39-13542
tim.gollisch@med.uni-goettingen.de

Stefan Weller | Uni Göttingen
Weitere Informationen:
http://www.retina.uni-goettingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein
02.12.2016 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Epstein-Barr-Virus: von harmlos bis folgenschwer
30.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten