Studium, Ausbildung und Beruf

web uni-protokolle.de
 powered by
NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDonnerstag, 19. Oktober 2017 

Kleine Dornfortsätze von Nervenzellen können lokale Reize selbständig verarbeiten

23.01.2015 - (idw) Universität Regensburg

Nervenzellen (Neuronen) verfügen über ein viel größeres Repertoire zur Informationsverarbeitung als bisher angenommen. Zu diesem Schluss kommen Forscher aus Regensburg und München nach der Untersuchung von Nervenzellen des Riechkolbens bei Säugetieren. Das Team um Prof. Dr. Veronica Egger vom Institut für Zoologie der Universität Regensburg konnte nachweisen, dass Spines (Dornfortsätze) auf den Dendritenbäumen der Nervenzellen lokale Reize selbständig verarbeiten können. Unabhängig vom Erregungszustand der restlichen Zelle operieren sie dabei als Mini-Neuronen. Die Studie wurde jetzt in der Fachzeitschrift NEURON veröffentlicht (DOI: 10.1016/j.neuron.2014.12.051). Nervenzellen verständigen sich untereinander durch elektrische Signale. Dafür nehmen sie über ihre baumartig verzweigten Dendriten Signale anderer Nervenzellen auf, verarbeiten diese und leiten ein entsprechendes Aktionspotential entlang dünner Fortsätze den Axonen an andere Neuronen weiter. Auf ihren Dendriten tragen die meisten Nervenzellen des Säugergehirns überdies sogenannte Dornfortsätze, auch Spines genannt. Dabei handelt es sich um kleine Ausstülpungen, auf denen sich die Kontaktstellen (Synapsen) zu den anderen Neuronen hauptsächlich befinden. Die konkrete Funktion der Spines war bislang nur teilweise verstanden, wobei einzelne Theoretiker bereits in den 1960er Jahren vorgeschlagen haben, dass sie eine lokal begrenzte elektrische Verstärkung der eintreffenden synaptischen Signale ermöglichen könnten. Dies würde die Möglichkeiten der Informationsverarbeitung von Nervenzellen deutlich erweitern.

Das Forscherteam um Prof. Egger hat am Beispiel der Spines in einem besonderen Typus von Nervenzellen Körnerzellen des Bulbus olfactorius erstmals experimentell nachgewiesen, dass eine solche lokale Signalverstärkung tatsächlich möglich ist. Der zugrundeliegende Mechanismus, ein auf einen einzigen Spine beschränktes Aktionspotential konnte in enger Zusammenarbeit mit Theoretikern um Prof. Dr. Andreas Herz und Dr. Martin Stemmler von der LMU München und dem Bernstein Center for Computational Neuroscience in München aufgeklärt werden.

Im Fall der Körnerzellen des Riechkolbens von Säugern hat die lokale Signalverstärkung eine besondere Bedeutung: Diese Neuronen besitzen kein Axon, sondern können vielmehr über ihre dendritischen Spines synaptische Botenstoffe sowohl empfangen als auch freisetzen. Ähnliche reziproke Synapsen bzw. Kontaktstellen zwischen Nervenzellen finden sich allerdings auch in anderen Hirnarealen, beispielsweise in der Netzhaut und im Thalamus.

Der jetzt nachgewiesene Verstärkungsmechanismus beruht darauf, dass die Spines der Körnerzellen über spannungsabhängige Proteine verfügen, die sonst vorwiegend in Axonen vorzufinden sind. Damit können sie unabhängig vom Zustand der restlichen Körnerzelle als Mini-Nervenzellen operieren. Die Forscher aus Regensburg und München erwarten vergleichbare Ergebnisse für die anderen Typen reziproker Synapsen im Nervensystem von Säugern. Die Leistungsfähigkeit zur Informationsverarbeitung bei Nervenzellen ist also weit komplexer, als bislang vermutet.

Das Forschungsprojekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Förderkennzeichen 01GQ1104 und 01GQ1410A).

Ansprechpartnerin für Medienvertreter:
Prof. Dr. Veronica Egger
Universität Regensburg
Institut für Zoologie
Professur für Neurophysiologie
Tel.: 0941 943-3118
Veronica.Egger@biologie.uni-regensburg.de
uniprotokolle > Nachrichten > Kleine Dornfortsätze von Nervenzellen können lokale Reize selbständig verarbeiten
ImpressumLesezeichen setzenSeite versendenDruckansicht

HTML-Code zum Verweis auf diese Seite:
<a href="http://www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/291516/">Kleine Dornfortsätze von Nervenzellen können lokale Reize selbständig verarbeiten </a>