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Auf dem Weg zum Gehirn kreuzen sich die Nervenbahnen im menschlichen K?rper. Dies hat zur Folge, dass die Reize in der gegenüberliegenden Hirnh?lfte verarbeitet werden. Also berührt uns zum Beispiel jemand an der rechten Hand, kommt diese Berührung in unserer linken Hirnh?lfte an. Trotzdem müssen beide Hirnh?lften ihre Aktivit?ten abstimmen. Da einige Funktionen, wie zum Beispiel Sprache, dominant nur in einer Hemisph?re ausgepr?gt sind, müssen deren Signale immer der anderen Hirnh?lfte mitgeteilt werden. Noch offensichtlicher ist dies bei allt?glichen Aufgaben wie der Koordination der H?nde oder der Fü?e, die eine sehr pr?zise Kommunikation der beiden Gehirnh?lften n?tig macht. Die Signale, die die Hirnh?lften erreichen, werden dabei via einer massiven Nervenbahn, dem sogenannten Balken, von der einen Hemisph?re der Gro?hirnrinde zur anderen gesendet.

Die Forschergruppe um Matthew Larkum vom Exzellenzcluster NeuroCure an der Charité – Universit?tsmedizin Berlin und der Humboldt-Universit?t zu Berlin erforscht Mechanismen im Gehirn, die die Aktivit?ten von Neuronen in der Gro?hirnrinde kontrollieren. In ihrer aktuellen Studie in Zusammenarbeit mit der Universit?t Bern konzentrierten sich die Neurowissenschaftler dabei auf die Verarbeitung von Tastempfindungen. Hierzu benutzten Larkum und sein Team eine Reihe von Methoden wie beispielsweise intrazellul?re Messungen einzelner Nervenzellen im intakten Gehirn und verschiedene Bild-gebende Verfahren w?hrend der sensorischen Stimulation der Hinterpfote einer Ratte.?

Dabei fanden die Forscher jetzt heraus, dass die Reizung der rechten und linken Pfote der Ratte eine relativ langsame, fast halbsekundenlange anhaltende hemmende Wirkung auf die Aktivit?t der Nervenzellen hat. ?Das ist sehr langsam“, stellt Larkum fest. ?Normalerweise erfolgt die Signalübertragung um ein Vielfaches schneller. Daher wollten wir wissen, welche Nervenschaltung diesem Mechanismus zu Grunde liegt und die zellul?ren Kommunikationswege identifizieren“, erkl?rt er weiter.

Dies gelang ihnen mit Hilfe einer neuen Technologie, der sogenannten Optogenetik, die es erm?glicht spezifische Nerven mit Licht zu stimulieren. So konnten die Forscher zeigen, dass Nervenfasern, die aus der gegenüberliegenden Hemisph?re kommen, eine spezielle Gruppe von lokalen hemmenden Nervenzellen aktivieren. Diese Nervenzellen wiederum aktivieren langsam wirkende Rezeptoren, die zu einer geringeren Aktivit?t in den anderen Nervenzellen derselben Hemisph?re führen.

Vor allem für die Schlaganfallforschung k?nnte dies ein weiterer, kleiner Baustein bei der Entwicklung neuer Therapien sein, da dieser Mechanismus hier eine wichtig Rolle spielt. Doch nicht nur bei Schlaganfallsch?den ist die Kommunikation der beiden Hemisph?ren in der Gro?hirnrinde entscheidend, sondern auch für eine Reihe kognitiver F?higkeiten, weshalb die Ergebnisse der Studie noch weitreichende Auswirkungen haben k?nnten.

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NeuroCure ist ein im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der L?nder gef?rdertes Exzellenzcluster an der Charité ? Universit?tsmedizin Berlin. Im Fokus des interdisziplin?ren Forschungsverbundes steht die ?bertragung (Translation) neurowissenschaftlicher Erkenntnisse der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung. Ein besseres Verst?ndnis von Krankheitsmechanismen tr?gt dazu bei, wirksame Therapien für neurologische Erkrankungen wie Schlaganfall, Multiple Sklerose oder Epilepsie zu entwickeln. Neben der Charité sind die Humboldt-Universit?t zu Berlin, die Freie Universit?t Berlin, das Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin (MDC), das Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) und das Deutsches Rheumaforschungszentrum (DRFZ) Partner von NeuroCure.

Selected publications

Palmer LM, Schulz JM, Murphy SC, Ledergerber D, Murayama M, Larkum ME (2012) The cellular basis of GABAB-mediated interhemispheric inhibition. Science In press.

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WEITERE INFORMATIONEN

Prof. Dr. Matthew Larkum
Neurowissenschaftliches Forschungszentrum
Charité – Universit?tsmedizin Berlin

Tel: +49 30 450 528152
matthew.larkum@gmail.com