Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Menschliches Gehör - Auf Mikrosekunden genau

30.05.2017

Die neuronale Abstimmung im Gehör von Säugetieren, die niederfrequente Töne wahrnehmen, ist so genau und schnell, dass bei der Schallortung minimale zeitliche Unterschiede wahrgenommen werden. LMU-Forscher beschreiben nun eine strukturelle Besonderheit, die dabei eine entscheidende Rolle spielt.

Beim Hören leiten Nervenzellen akustische Information vom Innenohr zu den neuronalen Schaltkreisen im Gehirn. Dabei werden die von außen kommenden mechanischen Schwingungen in elektrische Impulse umgewandelt. Eine besondere Herausforderung für das Gehör ist es, die Schallquellen richtig zu orten, da der Schall das Ohr, das der Quelle am nächsten zugewandt ist, wenige Mikrosekunden früher erreicht als das andere Ohr.


Grafik: rost9 / fotolia.com

Quelle: LMU

Dieser Unterschied in der Ankunftszeit eines Schalls an beiden Ohren wird als interaurale Laufzeitdifferenz bezeichnet. Forscher der Arbeitsgruppe von LMU-Neurowissenschaftler Professor Benedikt Grothe und Dr. Michael Pecka beschreiben nun erstmals einen besonderen chemischen Mechanismus, der eine wichtige Rolle für diese mikrosekundengenaue Verarbeitung spielt. Darüber berichten sie aktuell in der Fachzeitschrift PNAS.

Bevor Zellen im auditiven Stammhirn die interaurale Laufzeitdifferenz berechnen können, müssen die Informationen erst über Synapsen zu ihnen übertragen werden. Normalerweise können dadurch je nach Lautstärke unterschiedliche Verzögerung durch die Synapsen entstehen.

Die LMU-Neurowissenschaftler konnten nun jedoch einen Übertragungsweg aufzeigen, bei dem die Synapsen minimale und gleichbleibende Verzögerungen haben. „Auch bei unterschiedlichen Aktivierungsraten bleibt die Verzögerung konstant. Das ist entscheidend für die möglichst genaue Verarbeitung von interauralen Zeitdifferenzen“, sagt Benedikt Grothe.

Die LMU-Neurowissenschaftler zeigen zudem, dass eine besondere strukturelle Eigenschaft der Axone, die sie 2015 im Fachjournal Nature Communications erstmals beschrieben haben, mit dieser Fähigkeit korreliert. Demnach sorgt eine spezifische Isolierung dafür, dass Axone besonders schnell leiten können – eine wichtige Voraussetzung dafür, dass die Zeitunterschiede exakt berechnet werden können.

Beide Phänomene finden sich nur bei Tieren wie Wüstenrennmäusen, die Zeitunterschiede zur Lokalisation von Schall nutzen und dadurch auch niederfrequente Töne orten können. „Unsere Arbeit belegt, dass sich Nervenzellen und Schaltkreise anatomisch und physiologisch an die funktionalen Besonderheit ihrer Aufgabe anpassen“, sagt Dr. Michael Pecka. „Wir gehen davon aus, dass alle Tiere, die niederfrequente Töne wahrnehmen, über diese strukturellen Besonderheiten verfügen.“

Publikation:
Annette Stange-Martena, Alisha L. Nabel, James L. Sinclaira, Matthew J. Fischla, Olga Alexandrovaa, Hilde Wohlfroma, Conny Kopp-Scheinpfluga, Michael Pecka, and Benedikt Grothe:
Input timing for spatial processing is precisely tuned via constant synaptic delays and myelination patterns in the auditory brainstem
In: PNAS 2017

Kontakt
Professor Benedikt Grothe
Lehrstuhl für Neurobiologie an der LMU
Tel.: +49 (0) 89/2180-74302
E-Mail: neuro@bio.lmu.de

Dr. Michael Pecka
Lehrstuhl für Neurobiologie an der LMU
Tel.: +49 (0) 89/2180-74298
E-Mail: pecka@bio.lmu.de

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/forschung/news/2017/grothe_pnas.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie tickt die rote Königin?
22.01.2019 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast
22.01.2019 | Universität Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

Heidelberger Forscher untersuchen einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde

Für einen der wichtigsten Wachstumsprozesse auf der Erde – die Holzbildung – sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen verantwortlich: Sie bilden nicht nur...

Im Focus: Bifacial Stem Cells Produce Wood and Bast

Heidelberg researchers study one of the most important growth processes on Earth

So-called bifacial stem cells are responsible for one of the most critical growth processes on Earth – the formation of wood.

Im Focus: Energizing the immune system to eat cancer

Abramson Cancer Center study identifies method of priming macrophages to boost anti-tumor response

Immune cells called macrophages are supposed to serve and protect, but cancer has found ways to put them to sleep. Now researchers at the Abramson Cancer...

Im Focus: Klassisches Doppelspalt-Experiment in neuem Licht

Internationale Forschergruppe entwickelt neue Röntgenspektroskopie-Methode basierend auf dem klassischen Doppelspalt-Experiment, um neue Erkenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern zu gewinnen.

Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Physikern des Sonderforschungsbereichs 1238 der Universität zu Köln ist es gelungen, eine neue Variante...

Im Focus: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Führende Röntgen- und Nanoforscher treffen sich in Hamburg

22.01.2019 | Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Zweigesichtige Stammzellen produzieren Holz und Bast

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie tickt die rote Königin?

22.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Digitaler Denker: Argument-Suchmaschine hilft bei der Meinungsbildung

22.01.2019 | Informationstechnologie

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