Donnerstag, 28. Mai 2020
Navigation öffnen

Medizin

03. Dezember 2019 Wie das Gehirn Verhalten organisiert

Unser Gehirn muss komplexe Aufgaben in mehrere Schritte hierarchisch unterteilen und zu einem sinnvollen Verhalten koordinieren. Wie das im Detail passiert und ob dabei Neuronen diese Hierarchie widerspiegeln, war bisher unklar. Neurowissenschafter Manuel Zimmer, Professor an der Universität Wien und Gruppenleiter am Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP), und sein Team zeigten anhand des Wurms Caenorhabditis elegans, dass hierarchisches Verhalten von hierarchischer neuronaler Aktivität kontrolliert wird. Ihre Studie erscheint aktuell in Neuron.
Anzeige:
Die Verhaltensforscher Konrad Lorenz und Niko Tinbergen beobachteten bereits in den 1940 Jahren, dass Tiere längere Verhaltensweisen wie die Paarung in mehrere Schritte unterteilen. Um sich zu vermehren, muss etwa ein Stichling Entscheidungen treffen wann er am Nest baut, mit Rivalen kämpft oder sich gerade um die Nachkommen kümmert. Um ein Nest zu bauen, muss der Fisch zuerst mit seinen Flossen eine Höhle graben, was sich wiederum aus einzelnen Bewegungsabläufen zusammensetzt. Um langfristig erfolgreich zu sein, müssen all diese Schritte und Entscheidungen richtig koordiniert werden.

Manuel Zimmer und seine Forschungsgruppe, darunter ErstautorInnen und Doktoranden Harris Kaplan und Oriana Salazar Thula, präsentieren in ihrer neuen Studie Belege dafür, dass hierarchische Aktivität in den Neuronen das Verhalten koordiniert. Die NeurowissenschafterInnen nutzten dazu den Wurm Caenorhabditis elegans als ihren Modellorganismus, da das Nervensystem des Wurmes aus nur 302 Neuronen besteht, deren Aktivität jeweils in Echtzeit aufgezeichnet werden kann.

Neuronale Hierarchie kontrolliert das Kriech-Verhalten

Zimmer und sein Team nutzten verschiedene Mikroskopietechniken, wodurch sie beobachten können, welches Neuron des Wurms zu einer bestimmten Zeit aktiv ist. So identifizierten sie aktive Neuronen, die jeder Stufe einer Verhaltenshierarchie entsprechen. Manche Neuronen waren über längere Zeit aktiv, z.B. während der Wurm vorwärts kriechen wollte, hörten aber auf zu feuern, wenn der Wurm rückwärts kroch. Die Forscher beobachteten dabei, wie die Aktivitäten anderer Neuronen, welche schnellere Bewegungsabläufe kontrollieren (z.B. Kopfbewegungen), hierarchisch in die langsameren Aktivitätsmuster eingebettet waren. „Interessant war auch die Beobachtung, dass sich Hierarchien eher auf Ebene der Dynamiken von Neuronen widerspiegeln als auf der Ebene ihrer anatomischen Verschaltungen“, sagt Zimmer.

Dies ist eine der ersten Studien, die zeigt, dass eine Hierarchie von neuronalen Aktivitäten eine Hierarchie von Verhaltensweisen kontrolliert. "Es geht hier nicht nur darum, wie ein Wurm durch die Erde kriecht", betont Zimmer, "sondern um die Prinzipien, nach denen das Gehirn das Verhalten organisiert. Diese Prinzipien lassen vielleicht auch Rückschlüsse auf den Menschen zu, fügt Zimmer hinzu: "Die menschliche Sprache ist ebenfalls hierarchisch organisiert, mit Silben, Wörtern und Sätzen. Möglicherweise könnten dieselben Prinzipien die Spracherzeugung und das Sprachverständnis im menschlichen Gehirn regeln."

Quelle: Universität Wien

Literatur:

Harris S. Kaplan, Oriana Salazar Thula, Niklas Khoss & Manuel Zimmer: "Nested neuronal dynamics orchestrate a behavioral hierarchy across timescales", Neuron, DOI: 10.1016/j.neuron.2019.10.037


Anzeige:
Fachinformation

Das könnte Sie auch interessieren

Urologen geben Entwarnung: Sorgen vor Zeugungsunfähigkeit sind unbegründet

Urologen geben Entwarnung: Sorgen vor Zeugungsunfähigkeit sind unbegründet
@ deagreez / Fotolia.com

Eine neue Studie zur männlichen Fruchtbarkeit, veröffentlicht in der Fachzeitschrift "Human Reproductive Update", sorgt derzeit für Aufsehen. Die Untersuchungen von Mediziner Hagai Levine und seinem Team der Hebräischen Universität Jerusalem zeigen, dass die Spermienanzahl von Männern aus westlichen Ländern immer weiter abnimmt. Laut den Wissenschaftlern ist die Spermienanzahl pro Milliliter Sperma um etwa 52 Prozent gesunken. Bei der Gesamtzahl der Spermien pro Samenerguss gaben die Forscher sogar einen Rückgang von nahezu 60 Prozent an....

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht

Neue Version der Patientenleitlinie "Unipolare Depression" veröffentlicht
© imagesetc / Fotolia.com

Depressionen sind weltweit häufige Erkrankungen. Allein in Deutschland sind innerhalb eines Jahres rund 6,2 Millionen Menschen betroffen. Gleichzeitig ist die Dunkelziffer hoch: Oft werden depressive Erkrankungen nicht festgestellt, weil Betroffene keine fachliche Hilfe suchen oder die Krankheit nicht erkannt wird. Dabei stehen heute evidenzbasierte Therapieverfahren zur Verfügung, mit denen sich Depressionen in den meisten Fällen gut behandeln lassen.

App FURDY hilft, kommunikative Barrieren zu überwinden und kognitive Fähigkeiten zu fördern

App FURDY hilft, kommunikative Barrieren zu überwinden und kognitive Fähigkeiten zu fördern
© Christoph Noll (TAU)

Zum 11-jährigen Jubiläum des Masterstudiengangs Barrierefreie Systeme (BaSys) unter dem Motto „Eine Dekade BaSys 10+“ lädt die Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) alle Interessierten ein, über eine inklusive Welt zu diskutieren. Erwartet werden dazu am 22. November 2016 Gäste aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft sowie Vertreter/-innen verschiedener Interessenverbände, Studieninteressierte und Alumni. Auch Absolvent Benjamin Göddel wird vor Ort seine App FURDY präsentieren, die er entwickelt hat, um Autisten und...

Rezeptfreie Schmerzmittel: Packungsbeilage beachten und Apotheker fragen

Rezeptfreie Schmerzmittel: Packungsbeilage beachten und Apotheker fragen
© Nenov Brothers / Fotolia.com

Rezeptfreie Schmerzmittel sind wirksam und sicher. „Sie sollten jedoch – wie alle anderen Arzneimittel – strikt nach Packungsbeilage eingenommen werden“, sagt Dr. Elmar Kroth, Geschäftsführer Wissenschaft beim Bundesverband der Arzneimittel-Hersteller e.V. (BAH). Er reagiert damit auf den Fernsehbeitrag des ARD-Magazins Plusminus vom 13.09.2017, der rezeptfreie Schmerzmittel als gefährlich darstellt.

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Wie das Gehirn Verhalten organisiert"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.


EILMELDUNGEN zu SARS-CoV-2 und COVID-19
  • Auch Bayern lockert „Corona“-Beschränkungen – Ab dem 15. Juni sollen auch in Bayern unter Einhaltung der Abstands- und Hygieneregeln Kinos und Theater wieder öffnen (dpa, 26.05.2020).
  • Auch Bayern lockert „Corona“-Beschränkungen – Ab dem 15. Juni sollen auch in Bayern unter Einhaltung der Abstands- und Hygieneregeln Kinos und Theater wieder öffnen (dpa, 26.05.2020).

Cookies

Diese Webseite benutzt Cookies, um den Nutzern das beste Webseiten-Erlebnis zu ermöglichen. Ausserdem werden teilweise auch Cookies von Diensten Dritter gesetzt. Weitere Informationen erhalten Sie in den Allgemeine Geschäftsbedingungen und in den Datenschutzrichtlinien.

Verstanden