Grundlagenforschung

Ist Lernen ohne zentrales Nervensystem im Sinne eines Gehirns möglich?

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Die Fähigkeit, zu lernen und Erinnerungen zu bilden, ermöglicht es Tieren, ihr Verhalten auf der Grundlage früherer Erfahrungen anzupassen. Assoziatives Lernen, der Prozess, durch den Organismen etwas über die Beziehung zwischen zwei verschiedenen Ereignissen lernen, ist bei verschiedenen Tierarten eingehend untersucht worden. Die Existenz von assoziativem Lernen vor dem Auftreten zentraler Nervensysteme bei bilateralen Tieren ist jedoch nach wie vor nicht eindeutig geklärt. Die ersten Vorfahren aller Tiere, die ein Gehirn haben, lebten vor rund 560 Millionen… Weiterlesen »Ist Lernen ohne zentrales Nervensystem im Sinne eines Gehirns möglich?

Die Wissenschaft vom wandernden Geist

Das Umherschweifen der Gedanken und das Tagträumen ist mehr als nur eine Ablenkung und kann Menschen helfen, sich auf die Zukunft vorzubereiten. Als der Psychologe Jonathan Smallwood (2015) begann, das Umherschweifen der Gedanken zu erforschen, erntete er bei Fachkollegen viele Zweifel, denn wie sollte man diese spontanen und unvorhersehbaren Gedanken erforschen, die auftauchen, wenn man aufhört, auf seine Umgebung und die anstehende Aufgabe zu achten? Vor allem aber Gedanken, die nicht mit einem messbaren äußeren Verhalten in… Weiterlesen »Die Wissenschaft vom wandernden Geist

Die neuronale Entwicklung der visuellen Kategorienbildung

Die visuelle Kategorisierung ist eine kognitive Kernfähigkeit des Menschen, die von der Entwicklung visueller Kategoriedarstellungen im kindlichen Gehirn abhängt. Die genaue Beschaffenheit der visuellen Kategoriedarstellungen von Säuglingen und ihre Beziehung zur entsprechenden Form im Erwachsenenalter sind jedoch weitgehend unbekannt. Daher haben Xie et al. (2022) versucht, die Art der visuellen Kategoriedarstellungen anhand von Elektroenzephalographie-Daten von sechs- bis acht-monatigen Säuglingen und ihren Entwicklungspfad hin zur Erwachsenenreife in Bezug auf die Schlüsselmerkmale der zeitlichen Dynamik, Darstellungsformate und spektralen Eigenschaften… Weiterlesen »Die neuronale Entwicklung der visuellen Kategorienbildung

Wie sich Neuronen vor dem Zelltod schützen

Beim Menschen werden die meisten Neuronen während der Embryonalentwicklung produziert und müssen während der gesamten Lebensspanne eines Individuums erhalten bleiben. Daher müssen menschliche Neuronen ausgeklügelte Überlebensstrategien entwickeln, um sich vor dem zufälligen Zelltod zu schützen, der bei anderen Zellen nicht so gravierend ist, da sich fast jede Zelle im Körper eines Menschen erneuern kann. In alternden Zellen kommt es vor, dass sich fehlerhafte Proteine und Schäden an der DNA bilden, und nehmen diese Schäden überhand, weil zelluläre… Weiterlesen »Wie sich Neuronen vor dem Zelltod schützen

Verschiebung des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien

Der zirkadiane Rhythmus ist bekanntlich die Fähigkeit eines Organismus, seine physiologischen Vorgänge auf eine Zeit von etwa 24 Stunden zu synchronisieren, wobei als zentrales Element der Schlaf-Wach-Rhythmus gilt. Jüngst hat man am Mausmodell eine spezielle Zellgruppe im Gehirn identifiziert, die für Verschiebungen des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien (betroffen waren dabei Dopamin-Rezeptoren) verantwortlich ist. Man fand eine molekular genau definierte Zellpopulation des Hypothalamus, die durch ihre Aktivität den Effekt der Psychostimulanzien reguliert, wobei diese vermutlich einen zentralen Steuerungspunkt im… Weiterlesen »Verschiebung des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien

Die Rolle des Kleinhirns für die Speicherung emotionaler Erinnerungen

Emotionale Informationen werden bekanntlich besser erinnert als neutrale Informationen und es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass die Amygdala und ihre Interaktion mit anderen Gehirnregionen eine wichtige Rolle bei der gedächtnisfördernden Wirkung emotionaler Erregung spielt. Während man festgestellt hat, dass das Kleinhirn an der Angstkonditionierung beteiligt ist, ist seine Rolle bei der emotionalen Verstärkung des episodischen Gedächtnisses weniger deutlich. Um diese Frage zu klären, haben Fastenrath et al. (2022) bei über eintausend gesunden Probanden einen funktionellen MRT-Ansatz für… Weiterlesen »Die Rolle des Kleinhirns für die Speicherung emotionaler Erinnerungen

Interaktion mit Plüschtier oder Hund

Es gibt ein breites Spektrum an bekannten Auswirkungen des Kontakts mit Tieren auf die menschliche psychische und physische Gesundheit, doch wurden die neurologischen Korrelate der menschlichen Interaktion mit Tieren bisher nur wenig untersucht. Marti et al. (2022) untersuchten daher die Veränderungen der Aktivität des Stirnhirns in Gegenwart und während des Kontakts mit einem Hund, wobei gesunde Probanden an sechs Sitzungen teilnahmen, in drei Sitzungen hatten sie Kontakt mit einem Hund, in drei Kontrollsitzungen interagierten sie mit einem… Weiterlesen »Interaktion mit Plüschtier oder Hund

Gehirnnetzwerke zur Impulskontrolle

Zielgerichtetes Verhalten hängt entscheidend von der Fähigkeit ab, Impulse und vorherrschende Verhaltensreaktionen zu unterdrücken, wobei sich die Fähigkeit zur Selbstkontrolle bzw. Impulskontrolle in der frühen Kindheit entwickelt und sich deutlich zwischen 3 und 4 Jahren verbessert. Die Faktoren, die hinter dieser Entwicklung stehen, werden seit vielen Jahren in der Psychologie intensiv diskutiert. Berger et al. (2022) haben nun untersucht, welche Gehirnstrukturen mit der Entwicklung dieser wichtigen Fähigkeit zusammenhängen, indem sie mithilfe eines multimodalen Ansatzes ausgeprägte Verhaltensverbesserungen (Marshmallow-Test)… Weiterlesen »Gehirnnetzwerke zur Impulskontrolle

Kurzfristiges Erwachen kann ein natürlicher Teil der Schlafphasen sein

Der Schlaf weist eine komplexe Mikroarchitektur auf, die Mikro-Arousals, Schlafspindeln und Übergänge zwischen Schlafstadien umfasst. Fragmentierter Schlaf beeinträchtigt die Gedächtniskonsolidierung, während spindelstarker und deltareicher Non-REM-Schlaf und REM-Schlaf diese fördern. Die Beziehung zwischen Mikroarousals und gedächtnisfördernden Aspekten des Schlafs ist jedoch noch unklar. In einer Studie untersuchten nun Kjaerby et al. (2022) mit Hilfe der Faserphotometrie bei Mäusen, wie die Freisetzung des Erregungsmediators Noradrenalin die Mikroarchitektur des Schlafs beeinflusst. Sie konnten zeigen, dass Mikroerregungen während des Non-REM-Schlafs in… Weiterlesen »Kurzfristiges Erwachen kann ein natürlicher Teil der Schlafphasen sein

Der Unterschied zwischen Schlaf und Wachsein wird durch Rückkopplungssignale im Gehirn bestimmt

Während des Schlafs lösen sensorische Reize nur selten eine Verhaltensreaktion oder eine bewusste Wahrnehmung aus. Es ist jedoch noch unklar, ob der Schlaf bestimmte Aspekte der sensorischen Verarbeitung hemmt, wie z. B. die Feedforward- oder Feedback-Signalgebung. Hayat et al- (2022) haben Patienten mit Epilepsie im Wachzustand und im Schlaf auditive Reize (z. B. Klickgeräusche, Worte, Musik) dargeboten und dabei neuronale Spikes, lokale Mikrokabel-Feldpotentiale, intrakranielle Elektroenzephalogramme und Polysomnographie aufgezeichnet. Auditive Stimuli induzierten robuste und selektive Spiking- und Hoch-Gamma-Reaktionen… Weiterlesen »Der Unterschied zwischen Schlaf und Wachsein wird durch Rückkopplungssignale im Gehirn bestimmt

Zentrum für die Kategorisierung der Vertrautheit von Wörtern im Gehirn entdeckt

Die visuelle Worterkennung ist ein entscheidender Prozess beim Lesen und stützt sich auf die linken ventralen okzipito-temporalen Regionen des menschlichen Gehirns, wobei die spezifische Funktion dieser Regionen bei der visuellen Worterkennung bisher noch nicht völlig klar war. Gagl et al. (2022) haben nun herausgefunden, dass diese okzipito-temporalen Gehirnsysteme für die lexikalische Kategorisierung entscheidend sind, d. h., für den Prozess der Bestimmung, ob eine orthografische Wahrnehmung ein bekanntes Wort betrifft oder nicht, so dass die weitere lexikalische und… Weiterlesen »Zentrum für die Kategorisierung der Vertrautheit von Wörtern im Gehirn entdeckt

Alzheimer zumindest bei Mäusen nicht übertragbar

Befunde über frühe zerebrale Amyloid-Beta Ablagerungen bei Mäusen nach peripherer Injektion von beta-Amyloid-haltigen Gehirnextrakten und bei Menschen nach einer Behandlung mit menschlichem Wachstumshormon gaben Anlass zu der Sorge, dass beta-Amyloid-Aggregate und möglicherweise die Alzheimer-Krankheit zwischen Individuen übertragbar sein könnten. Es fehlt jedoch der Nachweis, dass beta-Amyloid-Aggregate tatsächlich von der peripheren Injektionsstelle ins Gehirn gelangt. Brackhan et al. (2022) verwendeten in ihren Versuchen beta-Amyloid mit speziell markierten Kohlenstoffatomen und spritzten das markierte beta-Amyloid aus an Alzheimer-erkrankten Mäusen in… Weiterlesen »Alzheimer zumindest bei Mäusen nicht übertragbar