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Orientierung: Wegweisende Neurone

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Menschen orientieren sich wie viele Tiere mit Hilfe so genannter kognitiver Landkarten. In früheren Studien entdeckten Forscher bereits spezielle Nervenzellen, die für das Erkennen von Orten und Entfernungen zuständig sind. Nun fanden Neurowissenschaftler von der University of Pennsylvania in Philadelphia erstmals Neurone, deren Aktivität anzeigt, in welcher Richtung das Ziel einer Bewegung liegt.

Joshua Jacobs und seine Kollegen arbeiteten mit Epilepsiepatienten, denen zwecks genauerer Diagnose des Anfallherds feine Elektroden ins Gehirn implantiert worden waren. Mit ihrer Hilfe registrierten die Neurologen Signale einzelner Nervenzellen im Hippocampus – einer evolutionär alten Hirnregion, die unter anderen am Ortsgedächtnis beteiligt ist – sowie in seinem wichtigsten Informanten, dem benachbarten entorhinalen Kortex.

Während der Tests steuerten die Probanden ein virtuelles Taxi zu vorgegebenen Stellen auf einer kreisförmigen Fahrtstrecke. Einige Nervenzellen des entorhinalen Kortex feuerten dabei umso stärker, je weiter sich die Person von ihrer aktuellen Position nach rechts drehen musste, um in die angepeilte Richtung zu blicken. Andere Neurone signalisierten dagegen die Stärke der Linksdrehung, die nötig war, um das Ziel in den Blick zu nehmen.

Aus Versuchen mit Ratten kennen Forscher bereits verschiedene andere Typen von Navigationszellen, deren Signale etwa die Distanz eines Punktes anzeigen. Neurone des Hippocampus reagieren hingegen erst, wenn wir uns an einem bestimmten Ort befinden. Laut Jacobs sprechen die neuen Ergebnisse dafür, dass der entorhinale Kortex räumliche Informationen noch auf abstrakter Ebene verarbeitet, während der Hippocamus diese zu Erinnerungen an konkrete Orte verknüpft. (rs)

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  • Quellen
Jacobs, J. et al.: A Sense of Direction in Human Entorhinal Cortex. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 10.1073/pnas.0911213107, 2010.

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