Menü
Göttinger Tageblatt / Eichsfelder Tageblatt | Ihre Zeitung aus Göttingen
Anmelden
Göttingen Studie zur Signalverarbeitung im Gehirn
Campus Göttingen Studie zur Signalverarbeitung im Gehirn
Partner im Redaktionsnetzwerk Deutschland
15:00 07.09.2018
Rhesusaffe (Macaca mulatta) im Außengehege des Deutschen Primatenzentrums. Quelle: Anton Säckl
Anzeige
Göttingen/Teheran

Stille im Konzertsaal. Der Dirigent hebt den Taktstock, und die Streicher setzen ein. Sie spielen die ersten vier Takte von Mozarts „Eine Kleine Nachtmusik“. Alle zusammen spielen eine einzige Melodie, die wohl zu den bekanntesten der Musikwelt gehört. Danach teilen sich die Stimmen. Verschiedene Streichinstrumente spielen getrennte Melodien, und die „Kleine Nachtmusik“ wird so zu einem komplexen Kunstwerk.

Nervenzellen wie Musiker

Neurowissenschaftler am Deutschen Primatenzentrum (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen und des Institute for Research in Fundamental Sciences in Teheran, Iran, haben kürzlich in einer Studie mit Rhesusaffen herausgefunden, dass bei der visuellen Wahrnehmung in unserem Gehirn die Rolle der Nervenzellen derjenigen der Musiker entsprechen. Üblicherweise sind dabei viele Zellen gemeinsam – synchron – aktiv, wenn sie einfache Reize aus unserer Umwelt verarbeiten. Die Forscher konnten zeigen, dass visuelle Aufmerksamkeit diese Nervenzellaktivität desynchronisiert und damit eine komplexere Informationsverarbeitung ermöglicht.

Solche Erkenntnisse über die Wirkungsweise von Aufmerksamkeit im gesunden Zustand liefern möglicherweise Hinweise auf Mechanismen, die neuronalen Erkrankungen wie der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) oder Autismus zugrunde liegen (BMC Biology), erklärt das DPZ. Die Neurowissenschaftler Dr. Moein Esghaei, Dr. Mohammad Reza Daliri und Prof. Stefan Treue hatten die Aktivität einzelner Nervenzellen im Gehirn von Rhesusaffen gemessen.

Schmerzfreie Technik

Mit sehr dünnen Mikroelektroden ermöglicht diese schmerzfreie Technik, die Aktivität größerer Gruppen von Nervenzellen gleichzeitig zu untersuchen, während die Tiere eine Wahrnehmungsaufgabe durchführen. Die Aktivität dieser Nervenzellpopulationen kann man als kontinuierliche fluktuierende Signale über ein breites Frequenz-Spektrum in den Zellzwischenräumen messen. Das nennt man lokales Feldpotenzial. Die Signale der einzelnen Zellen (Aktionspotenziale) sind dabei an den Takt der Feldpotenziale gekoppelt.

Mit Hilfe neuartiger Signalverarbeitungstechniken fanden die Wissenschaftler heraus, dass visuelle Aufmerksamkeit die Aktivität einzelner Nervenzellen unabhängiger von den periodischen lokalen Feldpotenzialen macht. „Die Aufmerksamkeit entkoppelt Nervenzellen voneinander, so dass einzelne Zellen unabhängiger aktiv sind und somit die Reizdarstellung erweitern, so wie das Spielen verschiedener Stimmen und Melodien es einem Orchester ermöglicht, komplexere Musik zu spielen“, erklärt Stefan Treue, Professor für Kognitive Neurowissenschaften an der Universität Göttingen und Leiter der Abteilung Kognitive Neurowissenschaften am Deutschen Primatenzentrum.

Rückschlüsse auf den Menschen

Die detaillierte Kenntnis darüber, wie das Gehirn von Rhesusaffen Aufmerksamkeit und andere komplexe kognitive Funktionen ermöglicht, lässt Rückschlüsse auf die Vorgänge im menschlichen Gehirn zu. Die synchronisierte Aktivität von Nervenzellen spielt eine entscheidende Rolle für die Wahrnehmung bei Menschen und anderen Primaten. „Zu verstehen, wie genau diese Synchronizität gesteuert wird, hilft nicht nur, die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen der bewussten Wahrnehmung besser zu verstehen, sondern könnte auch zu einem besseren Verständnis der physiologischen Defizite beitragen, die den Störungen der Aufmerksamkeitskontrolle und -wahrnehmung, wie bei ADHS, Autismus und Schizophrenie zugrunde liegen“, erklärt Prof. Treue.

„Unsere Ergebnisse“, kommentiert Dr. Moein Esghaei, Erstautor der Studie, die Ergebnisse, „eröffnen ein neues Verständnis dafür, wie die Informationsverarbeitung in den lokalen neuronalen Schaltkreisen des Primatengehirns gesteuert wird. “In weiterführenden Studien wollen wir untersuchen, wie neuronale Fluktuationen erzeugt werden, um einzelne Nervenzellen zu steuern.“

Von Matthias Heinzel/DPZ

Kommentare
Die Debatte geht am Morgen weiter
Die Kommentarfunktion ist zwischen 23:00 und 06:00 Uhr nicht aktiv – denn wir wollen eine gute Moderation der Beiträge gewährleisten.
Wir freuen uns am Morgen über Ihre konstruktiven Beiträge zum Thema!
Göttingen Sartorius College Göttingen - 16. Niedersächsischer Life-Science-Tag

Ob in der Medizin, der Industrie oder im Handwerk: Plasmatechnologie wird bereits vielfältig mit Erfolg eingesetzt. Beim Life-Science-Tag kamen Unternehmer und Wissenschaftler zum Austausch zusammen.

06.09.2018

Die Fakultät für Chemie der Universität Göttingen bietet Schülerinnen der 11. Klasse an Gymnasien ein Schnupper-Praktikum an. Die jungen Frauen sollen einen Einblick in das Studium und die späteren Berufschancen bekommen.

06.09.2018

Mit einer Festveranstaltung gedenkt die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) am Freitag, 14. September, ihrer Gründung vor 70 Jahren. In der heutigen Kantine des DLR, dem historischen Gründungsort der MPG, heißt es dann „Max Planck erinnert sich“.

05.09.2018
Anzeige