Der Türsteher im Gehirn

Türsteher

Unseren Orientierungssinn verdanken wir dem "Global Positioning System" (GPS) unseres Gehirns, dem Hippocampus. Um seine Funktionen besser zu verstehen, analysierten Wissenschaftler im Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) einzelne Neurone dieses GPS in Mäusen. Dabei entdeckten sie, dass so genannte Körnerzellen räumliche Informationen filtern und schärfen. Körnerzellen sind ein Typ von Neuron, der am Eingang des Hippocampusschaltkreises liegt. Um die ein- und ausgehenden Signale der Körnerzellen aufzuzeichnen, entwickelten die Wissenschaftler eine neuartige Aufnahmetechnik und einen Algorithmus für maschinelles Lernen, um diese Signale zu entschlüsseln. Um die Nervenzellen eindeutig zu identifizieren, wurden die Zellen während der Aufzeichnung mit einem Tracer gefüllt. Insgesamt zeichneten sie fast hundert Körnerzellen auf und erzeugten so einen großen Datensatz, der die Aktivität dieses wichtigen Zelltyps beschreibt. Sie stellten fest, dass eine Mehrheit der Neuronen räumliche Informationen erhält. Doch nur eine Minderheit von Neuronen gibt diese räumlichen Informationen an den Rest des Hippocampus weiter. Somit scheinen die Körnerzellen tatsächlich als Türsteher zu fungieren. Körnerzellen selektieren jedoch nicht nur Informationen, sondern scheinen auch an der Informationsverarbeitung beteiligt zu sein. Die Mehrheit der Körnerzellen empfängt räumliche Informationen, aber nur 5% erzeugen räumlichen Output. Vermutlich reserviert der Hippocampus die meisten Körnerzellen für zukünftige Umwandlungs- und Speicherprozesse. Die Studie liefert Informationen über das Innenleben des GPS des Gehirns und die zugrundeliegenden Einzel-Neuron-Berechnungen. Bild: Türsteher des Gehirns. © Rieger IST Austria.