Stadtplan im Kopf
Tiere und Menschen orientieren sich mit Hilfe eines inneren Navigationssystems. Bei S?ugetieren sind zwei Hirnteile ma?geblich am Aufbau von solchen r?umlichen Repr?sentationen beteiligt: Der Hippocampus und die entorhinale Hirnrinde. Diese Hirnstrukturen speichern Sinneseindrücke und repr?sentieren sie in Form einer kognitiven Karte, einer mentalen Darstellung der r?umlichen Struktur der Umwelt. Die Repr?sentation des Raumes in der entorhinalen Hirnrinde ist besonders bemerkenswert: Dort finden sich sogenannte Gitterzellen (Nervenzellen, die in r?umlichen Gittermustern aktiv sind), wenn sich Tiere fortbewegen. Man nimmt an, dass das Gehirn diese r?umlichen Aktivit?tsmuster ?hnlich einsetzt, wie wir die Gitterlinien auf Stadtpl?nen oder Landkarten nutzen, um Orte zu lokalisieren oder um Entfernungen zu messen. Unklar war bisher jedoch, wie sich im Gehirn anatomisch ein solches Muster von erregten Nervenzellen bildet.
Ein Team von Wissenschaftlern um den Leibniz-Preistr?ger Professor Michael Brecht von der Humboldt-Universit?t zu Berlin, dem Exzellenzcluster Neurocure und dem Bernstein Zentrum Berlin, hat jetzt ein gitterartiges Netzwerk von Nervenzellen in der entorhinalen Hirnrinde entdeckt. Mithilfe eines Proteins, welches an Kalzium in bestimmten Nervenzellen bindet, machten die Forscher einen kleinen Zellverband sichtbar. Dessen Nervenzellforts?tze bildete im Raum ein sechseckiges Muster, das eine ?hnlichkeit mit den bekannten Gittermustern aufwies. Die an dem Netzwerk beteiligten Neuronen zeigten au?erdem den gleichen charakteristischen Aktivit?tsrhythmus wie die Gitterzellen, welche die Forscher bereits bei der Nervenzellaktivit?t sich bewegender Tiere ma?en. Die Arbeit erscheint in der neuen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science.
?Wir wissen schon l?nger, dass das Gehirn Gittermuster nutzt, um die Umwelt zu kartieren. Was wir aber bis jetzt nicht verstanden haben, ist, wie das Hirn solche Gittermuster erzeugt. Unser Team hat jetzt die Existenz eines Netzwerks aufgedeckt, das physikalisch so aussieht wie das r?umliche Aktivit?tsmuster der sogenannten Gitterzellen. Dies k?nnte darauf hindeuten, dass das von uns entdeckte Nervenzellgitter das zugrundeliegende anatomische Fundament bildet,“ kommentiert Brecht.
Originalpublikation
S. Ray, R. Naumann, A. Burgalossi, Q. Tang, H. Schmidt & M. Brecht (2014): Grid-layout and Theta-modulation of Layer 2 Pyramidal Neurons in Medial Entorhinal Cortex. Science. Advanced Online Publication
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Prof. Dr. Michael Brecht?
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Bernstein Zentrum Berlin
Tel: 030 2093 6718
michael.brecht@bccn-berlin.de
Ibou Diop
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Stabsstelle Presse und ?ffentlichkeitsarbeit
Tel.: 030 2093-2945
ibou.diop.1@hu-berlin.de