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Vom Sehen zum Greifen

Wie unser Gehirn Handbewegungen steuert Vom Sehen zum Greifen

Unsere Hände sind hochentwickelte Greiforgane. Wie unser Gehirn diese unterschiedlichen Handgriffe steuert, hat ein Team am Deutschen Primatenzentrum  untersucht. Die Ergebnisse  tragen zur Entwicklung von Neuroprothesen bei, die gelähmten Patienten helfen sollen, ihre Hände wieder zu  bewegen zu.

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Primatenhand mit Sensorhandschuh. 

Quelle: R

Göttingen. In ihren Studien mit Rhesusaffen haben die Neurowissenschaftler Stefan Schaffelhofer und Hansjörg Scherberger herausgefunden, dass die drei Hirnareale AIP, F5 und M1, die für Planung und Ausführung von Handbewegungen verantwortlich sind, unterschiedliche Aufgaben im neuronalen Netzwerk erfüllen. Die Region AIP verarbeitet hauptsächlich visuelle Eigenschaften von Objekten, wie deren Größe und Form. Diese optischen Informationen werden im Bereich F5 in motorische Befehle umgewandelt. Das Areal M1 ist schließlich für die Ausführung der Greifbewegung verantwortlich.

Für die Studie wurden zwei Rhesusaffen darauf trainiert, 50 unterschiedliche Objekte wiederholt zu greifen. Gleichzeitig wurde die Aktivität ihrer Nervenzellen in den drei wichtigen Hirnarealen mit sogenannten Mikroelektrodenarrays gemessen. Um die angewandten Grifftypen mit den neuronalen Signalen vergleichen zu können, trugen die Affen einen elektromagnetischen Datenhandschuh, der alle Finger- und Handbewegungen aufzeichnete.

Das Wissen um die Steuerung von Greifbewegungen ist essentiell für die Entwicklung neuronaler Handprothesen. „Bei querschnittsgelähmten Patienten funktioniert die Verbindung zwischen Gehirn und Gliedmaßen nicht mehr. Diese Aufgabe können neuronale Schnittstellen übernehmen“, sagt Hansjörg Scherberger, Leiter der Abteilung Neurobiologie am DPZ. „Sie können die motorischen Signale im Gehirn auslesen und damit die Prothesen steuern. Es ist deshalb von entscheidender Bedeutung zu wissen, wie und wo unser Gehirn Greifbewegungen steuert, um diese Schnittstellen richtig programmieren zu können“. chb/ r

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