Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mechanismen der Großhirnfaltung aufgeklärt

27.03.2006


Die Faltung der Großhirnrinde beeinflusst nachhaltig die weitere Gehirnarchitektur: Aufgefaltete Regionen sind dicker (rot) als die Furchen der Hirnrinde (dünner, in grün), die erst bei einer simulierten "Entfaltung" des Großhirns (Abb. unten) sichtbar werden. Diese Dickenunterschiede werden vermutlich durch mechanische Kräfte während der Entwicklung des Gehirns verursacht.


Claus Hilgetag, Professor für Neurowissenschaften an der IUB, und seiner Kollegin Helen Barbas, Professorin für Gesundheitswissenschaften an der Boston University, gelang es, eine der ältesten Fragen der Hirnforschung zu beantworten: Wie entstehen die charakteristischen Windungen der Großhirnrinde von Primaten? Die Studie ist als Titelbeitrag in der aktuellen Ausgabe von PLoS Computational Biology ("Role of Mechanical Factors in the Morphology of the Primate Cerebral Cortex", Volume 2 | Issue 3 | MARCH 2006, http://www.ploscompbiol.org) veröffentlicht.

... mehr zu:
»Großhirnrinde

In ihrer Studie untersuchten die beiden Wissenschaftler die Struktur der gefalteten Primaten-Großhirnrinde sowie die Dichte und den Verlauf von Verbindungen zwischen verschiedenen Hirnregionen. Ihre neuen Einsichten basieren auf Claus Hilgetags Analyse umfangreicher quantitativer neuroanatomischer Daten, die während der vergangenen zwei Jahrzehnte im Labor von Helen Barbas erhoben wurden. Mit der Studie liegen erstmals systematische empirische Belege für die Hypothese vor, dass die charakteristische Faltung von Primatengehirnen vor allem durch mechanische Kräfte erzeugt wird. Diese Kräfte kommen durch Faserspannung zustande, welche von Nervenverbindungen zwischen unterschiedlichen Arealen der Hirnoberfläche ausgeübt wird. Gehirnregionen, die durch viele Nervenfasern miteinander verbunden sind, werden während der embryonalen und frühkindlichen Entwicklung des Gehirns zueinander gezogen und wölben sich zu Hügeln auf. Furchen entstehen dagegen in den weniger stark vernetzten Regionen zwischen den Hügeln, in welchen eine geringere Faserspannung herrscht.

Außerdem konnten die beiden Wissenschaftler demonstrieren, dass die Faltenbildung des Gehirns Einfluss auf die gesamte weitere Entwicklung der Gehirnarchitektur hat. So wird beispielsweise Nervenzellen bei ihrer Wanderung in verschiedene Hirnregionen während der vorgeburtlichen Entwicklung des Gehirns ein Reibungswiderstand entgegen gesetzt. Diese mechanischen Kräfte werden von der Art der lokalen Faltung beeinflusst, was wiederum Einfluss auf die Anzahl von Zellen und die Dicke der Großhirnrinde in den Hügeln und Furchen der Gehirn-Landschaft hat.


Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass pathologische Veränderungen in Lage und Gestalt von Gehirnwindungen, wie sie etwa bei Schizophrenie oder Autismus auftreten, durch Störungen während der Entwicklung der Nervenverbindungen zustande kommen. "Der von uns belegte Zusammenhang zwischen dem Layout von Nervenfasern und den charakteristischen Windungen der Großhirnrinde eröffnet neue, auf einfachen physikalischen Prinzipien beruhende Ansätze zum Verständnis der normalen und gestörten Entwicklung des Gehirns", kommentierte der IUB-Wissenschaftler Claus Hilgetag die Ergebnisse der Studie.

Fragen zur Studie beantwortet:
Claus C. Hilgetag, PhD.
Professor of Neuroscience
E-Mail: c.hilgetag@iu-bremen.de

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.ploscompbiol.org
http://www.iu-bremen.de/

Weitere Berichte zu: Großhirnrinde

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave
02.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Europaweite Studie zu Antibiotikaresistenzen in Krankenhäusern
18.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

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

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie