Wo Erinnerungen auf Erfahrungen treffen
?Wahrnehmung ist, wenn unser Gehirn Erfahrungen mit neuen 金贝棋牌 aus Sinneswahrnehmungen verknüpft“, erkl?rt Matthew Larkum, Professor für Neuronale Plastizit?t an der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) und Leiter des Larkum Labs. In einer aktuellen Studie konnten er und sein Team nun einen wesentlichen Mechanismus der Wahrnehmung im Gehirn ausfindig machen und ihn gezielt manipulieren. Ihre Ergebnisse stellt das Team nun in der Fachzeitschrift Science vor.
Basierend auf jahrelanger Vorarbeit schafften es die Wissenschaftler, die Teile von Nervenzellen sichtbar zu machen, an denen Erinnerungen und externe 金贝棋牌 zusammenflie?en: die “hot spots” der feinen Prozesse der Nervenzellen. ?Hier verteilt das Gehirn die ?Rechenleistung‘ parallel auf zahlreiche Neuronen und ist so in der Lage, unvorstellbar gro?e Mengen von 金贝棋牌 zusammenzuführen“, erkl?rt Larkum. ?Diese hot spots lassen sich vermutlich in allen Prinzipalneuronen der Hirnrinde nachweisen.“
Der Physiologe und sein Team brachten fluoreszierende Proteine in den Neuronen an, die empfindlich auf Kalzium reagieren. Flie?en nun Kalzium-Ionen durch diese pr?parierten Neuronen, l?sen sie einen Lichtblitz aus. Diesen konnten die Forscher mit einem Zwei-Photonen-Mikroskop im lebenden Gehirn sehen. ?In einem einzigen Bild konnten wir so um die 100 aktivierte hot spots erkennen. Etwa 20 Prozent davon hingen mit der Wahrnehmung zusammen“, sagt Larkum.
Diese Erkenntnisse nutzten die Physiologen, um die Schwelle bewusster Wahrnehmung von M?usen zu manipulieren: ?Unsere Versuche zeigten, dass wir hot spots und damit das Wahrnehmungsverhalten der Tiere gezielt unterdrücken konnten, wenn wir bestimmte Neuronen mit Licht beleuchteten“, erkl?rt Larkum. Hierfür nutzten sie Werkzeuge der Optogenetik, die mit Licht Neuronen im Gehirn stimulieren k?nnen. ?So haben wir zum ersten Mal zeigen k?nnen, dass der Ort der Wahrnehmung im Gehirn in direktem Verh?ltnis zum Verhalten des Tieres steht.“
Die Forschungsergebnisse vom Matthew Larkum und seinem Team k?nnten dazu beitragen, Entstehungsmechanismen bewusster Wahrnehmung besser zu verstehen. ?Wir hoffen, dass diese neuen Erkenntnisse der Schlüssel zum Entsperren der Grundprinzipien der Hirnrinden-Funktion sind“, so Larkum. ?Das k?nnten uns helfen, Intelligenz ebenso zu verstehen wie h?ufige Krankheiten, welche die kognitive Funktion beeinflussen, wie zum Beispiel Demenz oder Autismus.“
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Ver?ffentlichung
Takahashi, N., Oertner, T., Hegemann, P., Larkum, M.E. (2016) Active cortical dendrites modulate perception. Science in press. DOI: 10.1126/science.aah6066
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Matthew Larkum
Humboldt-Universit?t zu Berlin