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Entwicklungsprozesse im Gehirn: Botenstoff Glutamat entscheidend daran beteiligt
Effekt eines Glutamatrezeptors: Die Forscher verglichen die Architektur spezieller Nervenzellen (Interneuronen) mit niedriger und hoher Anzahl eines bestimmten Glutamatrezeptors (GluA1(Q)-flip). Zellen mit viel GluA1(Q)-flip (rechts) hatten längere und verzweigtere dendritische Fortsätze als Zellen, in denen der Rezeptor nur selten vorkam (links). AG Entwicklungsneurobiologie
Neurobiologen aus Bochum haben herausgefunden, dass bestimmte Rezeptoren für den Botenstoff Glutamat die Architektur von Nervenzellen im sich entwickelnden Gehirn festlegen. Einzelne Rezeptorvarianten führen zu besonders langen und verzweigten Fortsätzen (Dendriten), mit denen die Zellen kommunizieren. Die Forscher zeigten auch, dass die wachstumsfördernde Eigenschaft der Rezeptoren damit zusammenhängt, wieviel Kalzium sie in die Zellen einströmen lassen. „Diese Ergebnisse erlauben Einblicke in die Mechanismen, mit denen sich Nervenzellen während der Entwicklung vernetzen“, sagt Prof. Dr. Petra Wahle aus… Weiterlesen
Einblick in ein Urstadium der Evolution des Nervensystems
Lichtmikroskopische Aufnahme der Larve des marinen Ringelwurms Platynereis. Die Larven schwimmen im Meer angetrieben durch ein schlagendes Band von Flimmerhärchen (Zilienband). Markus Conzelmann, Arbeitsgruppe Gáspár Jékely, Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie
Der Zilienschlag von Platynereis gibt Einblick in ein Urstadium der Evolution des Nervensystems
Die Larven des Ringelwurms Platynereis schwimmen als Teil des Planktons frei im Meer. Sie bewegen sich mit Hilfe von Zilien fort, tausenden von Flimmerhärchen, die sich bandförmig am Körper der Larve entlangziehen und koordinierte Schlagbewegungen ausführen. Je nach Umgebungsbedingungen schwimmen die Larven in bevorzugten Wassertiefen. Forscher des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben nun eine Reihe von Signalstoffen identifiziert, die über das Nervensystem die Schwimmtiefe der Larven regulieren. Diese Stoffe haben Einfluss auf die Zilienbewegung und können die… Weiterlesen
Wichtiger Abstimmungsvorgang zwischen Gleichgewichtssinn und Auge verstanden
Damit unser Auge ein scharfes und ruckelfreies Bild liefert, muss es eng mit dem Gleichgewichtssinn gekoppelt sein. Ist die Abstimmung gestört, sehen wir unscharf und uns wird schwindelig. Forscher des Bernstein Zentrums München, der LMU München und des Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrums IFB-LMU konnten nun eine wichtige Stufe des Zusammenspiels aufklären: ob Nervenzellen dieser Einheit Informationen über den Beginn oder die Dauer einer Kopfbewegung an die Augenmuskeln leiten, hängt von einem einzigen Membran-Kanaltyp und der Vernetzung der Zellen untereinander ab. Optimierte Schwindel-Therapien und Entwicklungen ruckelfreier Kamerasysteme könnten von der Forschung profitieren.
Gerade einmal drei Verarbeitungsschritte im Gehirn sind nötig, um Daten aus dem Gleichgewichtsorgan zu verarbeiten und an die Augenmuskeln zu leiten. Dadurch kann sich das Sehsystem in Sekundenbruchteilen an… Weiterlesen
Separate Kodierung von Orientierung und Bewegung im Gehirn zum ersten Mal gezeigt
Fährt mein Zug an oder der am Gleis gegenüber? Welcher Zug sich in Bewegung setzt, erkennt man oft erst dann, wenn man beim Blick aus dem Fenster Relativbewegungen von Konturen an verschiedenen Orten erfasst hat. Doch wie werden diese unterschiedlichen Informationen gleichzeitig durch dasselbe Netzwerk aus Millionen aktivierter Nervenzellen im Gehirn geschleust? „Nervenzellen synchronisieren sich mit unterschiedlichen Partnern in verschiedenen Frequenzen“, erklärt Dr. Dirk Jancke, Neurowissenschaftler an der Ruhr-Universität in Bochum.
So entstehen sich überlagernde Aktivitätsmuster, die jeweils Richtung, Geschwindigkeit und Orientierung von Objekten abbilden. Dieses „Gehirn-Multiplexing“ zeigen Bochumer Wissenschaftler zusammen mit Kollegen der Universität Osnabrück mit Hilfe eines neuen bildgebenden Verfahrens, des „Real-time Optical Imagings“. Ihre Ergebnisse sind im Journal „NeuroImage“ veröffentlicht.
Optische Messung von Gehirnaktivität in Echtzeit
Das… Weiterlesen
Wechsel der Sichtweise – Schlüssel zum Bewusstsein?
Mit wehendem Mantel, das rechte Auge fest zugekniffen, beobachtet Captain Blackbeard mit dem linken durch sein Fernrohr das Meer. Als der Pirat auch das rechte öffnet, verschwindet plötzlich das Meer. Vor sich sieht er nur noch das Fernrohr in seiner Hand. Und dann ist das Meer, genauso plötzlich, wieder da. Was hier geschieht ist ein Wahrnehmungswechsel. Normalerweise rechnet das Gehirn die leicht unterschiedlichen Bilder der beiden Augen zu einem stimmigen Bild um. Wenn sich die Sehinformationen jedoch widersprechen, wird nacheinander nur das Gesehene des einen und dann des anderen Auges wahrgenommen. Dieses Phänomen nennen Wissenschaftler „binokulare Rivalität“. Forscher um Andreas Bartels am Werner Reichardt-Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN) und am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen haben dieses Phänomen nun… Weiterlesen
Entdeckung von Vorläuferzellen für die Bildung von Nervenzellen im Gehirn
Der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Magdalena Götz am Helmholtz Zentrum München und an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München ist ein weiterer Schritt zum Verständnis von Regenerationsprozessen im Gehirn gelungen. Die Forscher entdeckten Vorläuferzellen, die nach Verletzungen der Großhirnrinde neue glutamaterge Nervenzellen bilden können.
Speziell bei Alzheimer spielt deren Degeneration eine entscheidende Rolle. Aus einer möglichen Steuerung des Bildungs- bzw. Wanderungsmechanismus lassen sich in Zukunft möglicherweise neue therapeutische Optionen ableiten. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.
Noch bis vor wenigen Jahren galt die Neurogenese, also der Prozess der Entstehung von Nervenzellen, im Gehirn von Erwachsenen als unmöglich. Abgestorbene Nervenzellen können nicht ersetzt werden, so lautete die Lehrbuchmeinung. Dann entdeckten Forscher Regionen im Vorderhirn, in denen… Weiterlesen