Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neurobiologie: Eine Frage der Nutzung

02.08.2017

Die Aktivität der Nervenzellen im Hörsystem beeinflusst die Dicke der isolierenden Myelinschicht und damit die Signalübertragung sowohl während der Entwicklung als auch im erwachsenen Gehirn, wie LMU-Wissenschaftler im Mausmodell zeigen.

Nervenzellen kommunizieren über elektrische Impulse, die von ihren Fortsätzen, den Axonen, weitergeleitet werden. Wie schnell eine Information weitergegeben wird, hängt unter anderem vom Durchmesser der Axone und der Dicke der isolierenden Myelinschicht ab, die die Axone umgibt. Dabei gilt: Je größer der Durchmesser und je dicker die Myelinschicht, desto besser die Signalübertragung.


Querschnitte von Nervenfasern des Trapezkörpers (rot) und die isolierende Myelinschicht (grün). Bild: J. Sinclair, C. Kopp-Scheinpflug, LMU

Bei Säugetieren ist das Hörsystem stark myelinisiert und einer der leistungsfähigsten Bereiche des Zentralnervensystems. Die LMU-Neurobiologin PD Dr. Conny Kopp-Scheinpflug hat mit ihrem Team nun am Mausmodell erstmals nachgewiesen, dass die Aktivität der Nervenzellen im Hörsystem die Myelinisierung beeinflusst – je aktiver die Zellen, desto dicker ist die Myelinschicht. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „The Journal of Neuroscience“.

Hörsinneszellen werden durch die Wahrnehmung von Geräuschen aktiviert. „Das Hörsystem von Mäusen zu untersuchen, bietet sich an, da die Tiere taub geboren werden und erst nach zwölf Tagen beginnen, Laute wahrzunehmen. Entsprechend steigert sich mit dem Hörbeginn die Aktivität der Nervenzellen“, sagt Kopp-Scheinpflug.

Die Wissenschaftler untersuchten die neuronale Aktivität im Trapezkörper, einer zur Hörbahn gehörenden Struktur im Hirnstamm. Sie konnten zeigen, dass sich die Übertragungsgeschwindigkeit und die Frequenz der Signale verdoppelten, sobald die Mäuse hören konnten. Auch der Durchmesser der Nervenzellen und die Dicke der Myelinschicht nahm im Laufe der Entwicklung des Hörsystems zu, bis sie die Werte erwachsener Tiere erreichten.

Zusätzlich untersuchten die Wissenschaftler, welche Auswirkungen eine verminderte Stimulierung der Nervenzellen im Trapezkörper hat. „Dazu haben wir die Ohren der Versuchstiere ab dem zehnten Lebenstag für weitere zehn Tage mit Ohrstöpseln verschlossen, was zu einem reversiblen Hörverlust von etwa 50 Dezibel führt“, sagt Kopp-Scheinpflug. In der Folge blieb die Zunahme des Axon-Durchmessers weitgehend aus, und auch die Myelinschicht blieb dünner.

Verschlossen die Wissenschaftler die Ohren erwachsener Mäuse, verminderte sich die Dicke der Myelinschicht ebenfalls, nicht aber der Durchmesser der Axone. Aus diesen Ergebnissen schließen die Wissenschaftler, dass sowohl für den Aufbau als auch für die Aufrechterhaltung der Myelinschicht neuronale Aktivität wichtig ist, die Nervenzellen also stimuliert werden müssen.

„Das aus unseren Daten entwickelte Computermodell sagt zudem voraus, dass nicht nur die axonale Leitfähigkeit abnimmt, sondern auch die Fähigkeit, mit hoher Frequenz Aktionspotentiale weiterzuleiten“, sagt Kopp-Scheinpflug. „Dieser Verlust mindert die Übertragungsgenauigkeit und ist besonders im Hörsystem kritisch, da die akustische Umwelt hauptsächlich durch die Verrechnung von Anzahl und Zeitpunkt der elektrischen Impulse wahrgenommen wird.“
The Journal of Neuroscience 2017

Publikation:
Sound-evoked activity influences myelination of brainstem axons in the trapezoid body
J. Sinclair, M. Fischl, O. Alexandrova, M. Heß, B. Grothe, C. Leibold, und C. Kopp-Scheinpflug,
The Journal of Neuroscience 2017

Kontakt:
PD Dr. Conny Kopp-Scheinpflug
Fakultät für Biologie
Systemische Neurobiologie
Tel.: +49(0)89218074310
Mobil: +49(0)1722801322
E-Mail: cks@bio.lmu.de

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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