Lexikon der Neurowissenschaft: Grillner-Modell
Grillner-Modell [benannt nach Sten Erik Grillner], E Grillner model, ein neuronales Modell zur Kontrolle rhythmischer Bewegungen bei Wirbeltieren. Das Modell wurde für Schwimmbewegungen von Neunaugen entwickelt, könnte aber auch als Grundlage für die Kontrolle von Laufbewegungen bei höheren Wirbeltieren verwendet werden (Laufmaschine). Generell unterscheidet man zwei Prinzipien zur Erzeugung rhythmischer Aktivität: 1) Die Aktivität eines Muskels (Muskeln) erzeugt eine Bewegung in einer Richtung. Dies wird durch ein Sinnesorgan gemessen. Nach Überschreiten einer bestimmten Schwelle wird dieser Muskel abgeschaltet und statt dessen ein antagonistischer Muskel aktiviert. Die dadurch ausgelöste Bewegung in entgegengesetzter Richtung wird wiederum durch ein Sinnesorgan registriert. Nach Erreichen einer Schwelle wird der Antagonist abgeschaltet und entsprechend wieder der erste Muskel aktiviert. In diesem System spielt also die tatsächliche Bewegung eine entscheidende Rolle. Äußere Störungen der Bewegung wirken sich auf die Rhythmuserzeugung aus. 2) Die rhythmische Bewegung wird durch die rhythmischen Eigenschaften eines Nervennetzes oder einer einzelnen Nervenzelle ausgelöst, ohne daß sensorische Rückmeldungen eine Rolle spielen ("endogener Oszillator"). Ein klassisches Beispiel hierfür ist die Halbzentrumsorganisation. Interessanterweise findet Grillner bei Neunaugen eine hochparallele, redundante Lösung: Das gesamte System enthält sowohl Nervenzellen, die einen eigenständigen Rhythmus produzieren, als auch ein Nervennetz, das nach dem Prinzip des Halbzentrummodells organisiert ist und zusätzlich sensorische Rückmeldungen über die Außenwelt erhält. Computersimulationen haben gezeigt, daß letzteres besonders wichtig ist zur Beibehaltung der Schwimmrichtung bei Störströmungen.
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