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Höhere Macht

Hirnnetzwerk für die Verarbeitung von Sinneswahrnehmungen erforscht.

03.03.2016 • 0 Kommentare

Im Alltag nehmen wir ständig Informationen über unsere Sinnesorgane auf, die das Gehirn richtig verarbeiten muss. Zuerst gelangen sie in die zentrale Schaltstelle, den Thalamus, dann in die Großhirnrinde, den Kortex. Eine prinzipielle Verbindungsleitung zwischen beiden Hirnarealen sind die Nervenzellen im sogenannten Higher-Order-Thalamus. Ihre Funktion bei der Sinnesverarbeitung war bisher unbekannt. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben nun erstmals im Tiermodell gezeigt, dass sie als Verstärker und Kurzzeitspeicher für sensorische Informationen dienen.

Der Thalamus ist gerade mal so groß wie zwei Walnüsse und liegt in der Mitte des Gehirns. Alle Sinneswahrnehmungen laufen zuerst hier zusammen. Deshalb muss er als zentrale Schaltstelle die Flut an ankommenden Informationen und die begrenzte Rechenleistung des Gehirns in Einklang bringen. Doch wie macht der Thalamus das? Wie signalisiert er dem Kortex innerhalb von Millisekunden, welche Informationen wichtig sind und dort bewertet und ins Bewusstsein gebracht werden müssen?

Für Neurowissenschaftler wie Dr. Alexander Groh vom Institut für Neurowissenschaften und der Neurochirurgischen Klinik der TUM sind deshalb die Prozesse in den Nervenzellen am Übergang vom Thalamus zum Kortex besonders interessant. "Über die Funktion und Wirkungsweise dieser Region, die als Higher-Order-Thalamus bezeichnet wird, weiß man noch sehr wenig. Sie ist aber extrem wichtig, da die Nervenzellen dort Kontakte zu zahlreichen Bereichen des Kortex' ausbilden und diese möglicherweise beeinflussen", erklärt Alexander Groh, der die aktuelle Studie leitete.

Mit ihren Experimenten konnten die Wissenschaftler erstmals im Tiermodell die Nervenzellaktivitäten bei sensorischen Reizen an dieser Verbindungsstelle darstellen. Die Forscher berührten hierzu die Tasthaare von schlafenden Mäusen und maßen zeitgleich die Abläufe in den Nervenzellen der kortikalen Zielgebiete. "Für die Maus sind die Tasthaare das wichtigste Sinnesorgan dessen Signale vom Kortex in Sinneseindrücke verwandelt werden", erklärt Dr. Rebecca Mease, die an der Studie mitwirkte. Groh und sein Team konnten zeigen, dass der Higher-Order-Thalamus aktivierende Signale an den Kortex sendet. Diese konnten kortikale Signale verstärken und sogar noch aufrechterhalten, als der eigentliche Reiz - die Berührung der Tasthaare - gar nicht mehr existierte. Groh: "Der Higher-Order-Thalamus dient offensichtlich als Verstärker von wichtigen Signalen und über einen gewissen Zeitraum auch als Kurzzeitspeicher. So kann das Gehirn im Thalamus wichtige Informationen herausfiltern und diese dann verstärkt und verlängert an den Kortex weitergeben."

NUR / physio.de

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