Der Zustand der Aufmerksamkeit des Menschen wird durch eine kleine Gruppe von Neuronen determiniert. In einer Studie von Grimm et al. (2014) konnte eine Region im Gehirn identifiziert werden, welche die Steuerung der Aufmerksamkeit übernimmt. Dabei wurde unterschieden zwischen der Fokussierung auf eine einzelne Aufgabe und der Ausrichtung auf die gesamte Umgebung. Die Ergebnisse von Studien, welche die Optogenetik, Photometrie, Elektrophysiologie und funktionelle Magnetresonanztomographie bei Mäusen zum Gegenstand hatten, legen nahe, dass tonische und burstartige Muster der Locus coeruleus-Aktivität im Gehirn spezifische Hirnreaktionen auslösen, deren Ausprägung durch die unterschiedliche Dynamik der Noradrenalin-Freisetzung bestimmt wird. Eine moderate tonische Aktivierung führt zur Aktivierung von Regionen, die mit assoziativer Verarbeitung assoziiert sind, während eine burstartige Stimulation das Gehirn auf sensorische Verarbeitung ausrichtet. Die identifizierten Aktivierungsmuster gehen lokal mit einer erhöhten astrozytären und hemmenden Aktivität einher und verändern die topologische Konfiguration des Gehirns im Einklang mit der hierarchischen Organisation der Großhirnrinde. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass das System eine nuancierte Regulierung globaler Schaltkreisoperationen erreicht. Die Frequenz und Stärke der Aktivierung der Neuronen im Locus coeruleus scheint die Menge an freigesetztem Noradrenalin im Gehirn zu regulieren. Dies deutet darauf hin, dass die Hirnregion eine Art Schaltstelle zwischen verschiedenen Zuständen der Aufmerksamkeit darstellt. Es besteht die Möglichkeit, dass die Beherrschung des Locus coeruleus ein entscheidender Faktor für die Leistung von Spitzensportlern ist.
Literatur
Grimm, Christina, Duss, Sian N., Privitera, Mattia, Munn, Brandon R., Karalis, Nikolaos, Frässle, Stefan, Wilhelm, Maria, Patriarchi, Tommaso, Razansky, Daniel, Wenderoth, Nicole, Shine, James M., Bohacek, Johannes & Zerbi, Valerio (2024). Tonic and burst-like locus coeruleus stimulation distinctly shift network activity across the cortical hierarchy. Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-024-01755-8.
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