Nervenzellen verzichten auf Nachbarschaftshilfe

Powered by
Seiten-Adresse:
https://www.gesundheitsindustriebw.de/de/fachbeitrag/pm/nervenzellen-verzichten-aufnachbarschaftshilfe/
Nervenzellen verzichten auf Nachbarschaftshilfe
Die Großhirnrinde wird gemeinhin als Sitz unseres Denkvermögens gesehen, doch auch
andere Hirnbereiche sind hieran beteiligt. Wann immer wir eine Entscheidung treffen oder
eine Handlung aus mehreren Alternativen wählen, spielt die Kommunikation zwischen der
Hirnrinde und dem sogenannten Striatum eine entscheidende Rolle. Die besondere
Verkabelung zwischen diesen Regionen ist schon länger bekannt, doch Untersuchungen von
Man Yi Yim und Kollegen vom Bernstein Center der Universität Freiburg liefern erstmals
eine Erklärung, welchem Zweck sie eigentlich dient. Die Studie ist in der neuesten Ausgabe
von PLoS Computational Biology erschienen.
Nervenzellen aus der Hirnrinde (gelb) verbinden sich in besonderer Weise mit Zellen einer anderen Hirnregion, dem
Striatum (violett). Freiburger Neurowissenschaftler fanden nun eine Erklärung, worin ihre Vorteile liegen. © BCF/Uni
Freiburg
Das Striatum ist eine wichtige Station bei der Verarbeitung von Gedanken und Bewegungen,
weshalb Verbindungen von überall in der Hirnrinde zu dieser relativ kleinen Region im Zentrum
des Gehirns bestehen. Doch trotz des großen Einzugsgebietes und der Vielzahl an
Nerveneingängen erhalten benachbarte Zellen im Striatum kaum Informationen von
denselben Nerven der Hirnrinde. Wieso das Gehirn einen so großen Aufwand treibt, um eine
Überlappung zu vermeiden, war bislang ungeklärt. Da es unmöglich ist, die Verbindungen
zwischen Hirnrinde und Striatum neu zu knüpfen, entschied sich Man Yi Yim aus der Gruppe
von Dr. Arvind Kumar und Prof. Dr. Ad Aertsen für eine andere Herangehensweise: Sie fütterte
das vorhandene Wissen in einen Computer und erzeugte somit ein Modell dieser
Hirnstrukturen, das sie untersuchen und gezielt verändern konnten.
1
Yims Simulationen enthüllten, dass ein Signal im Striatum nicht davon profitiert, wenn es
gleichzeitig zu vielen benachbarten Zellen gesendet wird. Im Gegenteil – dies verringert seinen
Einfluss sogar. Die Chancen stehen besser, in der Vielzahl übermittelter Informationen
fortzubestehen, wenn ein Signal nur in einer oder wenigen der benachbarten Verbindungen
auftritt. Dadurch wird die Einzigartigkeit des Signals zu einem Faktor, der neben seiner Stärke
über sein weiteres Schicksal bestimmt. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass die
besondere Art der Signalverarbeitung im Striatum dazu dient, die Repräsentation bestimmter
Alternativen im Gehirn zu stärken und die anderer zu schwächen. Darüber hinaus hilft die
„gezielte“ Verteilung der Information aus der Hirnrinde auf viele Zellen im Striatum,
Entscheidungen parallel zu berechnen und durch Konkurrenz zu bestimmen.
Pressemitteilung
05.12.2011
Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (01.12.2011)(P)
Weitere Informationen
Publikation:
Yim M. Y., Aertsen A., Kumar A. (2011) Significance of Input Correlations in Striatal Function. PLoS Comput
Biol 7(11): e1002254. doi:10.1371/journal.pcbi.1002254
Prof. Dr. Ad Aertsen
Institut für Biologie / Bernstein Center Freiburg
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/ 203 - 2718
Fax: 0761/ 203 - 2860
E-Mail: ad.aertsen(at)biologie.uni-freiburg.de
Index: Universität
Freiburg
2
3