Wie wir uns an gewohnte Wege erinnern
Heute Morgen, kurz nach dem Aufstehen: bin ich zuerst ins Bad gegangen und habe dann die Kaffeemaschine in der Küche angestellt – oder umgekehrt? Manchmal ist man sich unsicher, ob man eine allt?gliche Routine erledigt hat wie immer oder nicht. Das Gehirn hat einen bestimmten Mechanismus, mit dem es Abl?ufe von r?umlichen Ereignissen speichert. Einen Teil dieses Mechanismus k?nnen Forscher um Professor Richard Kempter vom Bernstein Zentrum Berlin und der Humboldt-Universit?t zu Berlin jetzt erkl?ren. Die Studie mit dem Titel: ?Modeling Inheritance of Phase Precession in the Hippocampal Formation” wurde im The Journal of Neuroscience ver?ffentlicht. Mit einem Computermodell k?nnen die Wissenschaftler voraussagen, wie einige Nervenzellen bestimmte Neuronen in anderen Hirnregionen dazu anregen, in einem speziellen Rhythmus zu feuern.
Um zu beobachten, wie der Takt zustande kommt, simulierten die Forscher das Verhalten von Nervenzellen in den verschiedenen Hirnbereichen am Computer. Das Ergebnis ihres Modells: Der Rhythmus kann von einer Region an die n?chste weitergeleitet werden und muss nicht einzeln in den jeweiligen Bereichen entstehen.
?R?umliche Sequenzen, wie Wegstrecken, werden im sogenannten Hippocampus verarbeitet“, erkl?rt Jorge Jaramillo, Erstautor der Studie. Der Hippocampus ist eine Struktur im Gehirn von S?ugetieren, die für das explizite Ged?chtnis (Fakten, Ereignisse, Sequenzen) entscheidende Bedeutung hat. Hier wurden Neurone gefunden, die für das sogenannte ?Ortfeld“ zust?ndig sind: Sie feuern, wenn wir uns an einer bestimmten Stelle im Raum befinden.
?Wenn wir die gesamten Hirnstr?me mittels Elektroenzephalographie (EEG) messen, sieht man im Hippocampus ganz typische Aktivit?tsschwingungen, auch Theta-Rhythmus genannt.“ Nervenzellen, die gerade aktiv r?umliche 三亿体育·(中国)官方网站 kodieren, feuern zeitlich versetzt zu dem Rhythmus. Dadurch entsteht ein komplexes r?umlich-zeitliches Muster von elektrischer Aktivit?t im Gehirn, das eine bedeutende Rolle für die Speicherung der r?umlichen 三亿体育·(中国)官方网站 hat. Der phasenverschobene Rhythmus ist in verschiedenen Unterregionen des Hippocampus beobachtet worden – bislang war jedoch unklar, wie er in den einzelnen Bereichen entsteht. ?Letztendlich k?nnen wir mit dem Wissen auch andere, nicht r?umliche Ged?chtnisformen verstehen, da sich die Grundprinzipien ?hneln “, sagt Jaramillo.
?ber das Bernstein Zentrum
Das Bernstein Zentrum Berlin ist Teil des Nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience. Seit 2004 f?rdert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dieser Initiative die neue Forschungsdisziplin Computational Neuroscience mit über 180 Mio. �. Das Netzwerk ist benannt nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1835-1917).
Originalver?ffentlichung
J. Jaramillo, R. Schmidt, R. Kempter (2014): Modeling Inheritance of Phase Precession in the Hippocampal Formation. The Journal of Neuroscience, 34(22): 7715 – 7731. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5136-13.2014
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Prof. Dr. Richard Kempter
Institut für Biologie
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Tel.: 030-2093-98404
r.kempter@biologie.hu-berlin.de