So erstellt das Gehirn verschiedene Karten für die Bewegung im Raum
Ein Team norwegischer Forscher führte Versuche mit Ratten durch, um zu beleuchten, wie das Gehirn das Kartierungssystem erstellt, das uns beim Umherlaufen und beim Erreichen eines bestimmten Ziels unterstützt. Aus ihrer, in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlichten Studie geht hervor, dass das Gehirn Karten erstellt, die dann über einen Mind-Mapping-Mechanismus zusammengefügt werden und so eine Navigation mit minimalem Aufwand ermöglichen. Wie finden wir Menschen uns im Alltag zurecht? An einem durchschnittlichen Tag bewegen sich die meisten von uns ziemlich viel, wir denken jedoch gar nicht darüber nach, wie wir von einem Ort zum nächsten gelangen. Nun fanden Wissenschaftler der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegens (NTNU) im Rahmen von Experimenten mit Ratten heraus, dass deren Gehirne kontinuierlich mehrere, voneinander unabhängige Karten erstellen, mit deren Hilfe sie sich an jedem neuen Ort zurechtfinden. Laut Meinung der Forscher ähneln die bei den Ratten erarbeiteten Ergebnisse auch den Vorgängen im menschlichen Gehirn. Vor vier Jahren nutzte ein Forschungsteam am Kavli Institute for Systems Neuroscience der NTNU die Rasterzellen innerhalb eines Koordinatensystems, um schließlich bahnbrechende Entdeckungen zu machen, wie das Gehirn in neuen Situationen neue Karten erstellt. Jetzt wurde im Rahmen der neuen Forschungsarbeit von Dr. Dori Derdikman und seinen Kollegen desselben Teams ein komplett neuer Aspekt der Logistik im Rahmen des Brainmappings aufgedeckt. Die Forscher fanden heraus, dass das menschliche Gehirn fortwährend eine Reihe neuer Karten erstellt, einige höchst detailliert, andere wiederum eher grob. Außerdem kamen sie zu dem Schluss, dass das Gehirn über ein "komplexes Sortiersystem" verfügt, um diese Karten zu klassifizieren. Bereits geraume Zeit stellte sich das Team die Frage, "ob alle Karteninformationen des Gehirns in einer einzigen Karte gespeichert werden", sagte Dr. Derdikman. "Deshalb erarbeiteten wir ein Verfahren, um diesen Aspekt genauer zu untersuchen." Im Rahmen der von den Forschern durchgeführten Versuche wurde anhand von Laborratten beobachtet, wie sich diese durch einen kleinen offenen Raum bewegten. Als die Forscher die Ratten zum ersten Mal in den Raum setzten, wurde deren Hirnaktivität gemessen. Anhand dieser Messungen wurde eine Karte erstellt, die der Vermessung des Bereichs durch die Rasterzellen der Ratte entsprach. Nachdem sich die Forscher ein deutliches Bild von der "geistigen Karte" der Ratten gemacht hatten, veränderten sie die Gestaltung des Raumes, indem sie Wände einfügten und so ein kurvenreiches Labyrinth schufen. "Als die Wände eingefügt wurden, geschah etwas mit den Karten der Ratten", sagte Dr. Derdikman. "Zunächst zeichneten wir dieselbe Karte auf. Als die Ratten aber die erste Kurve des Labyrinths hinter sich gebracht hatten, veränderte sich die Karte grundlegend. Dies geschah mehrere Male, immer dann, wenn die Ratten um eine Wand bogen und in einen neuen Gang gelangten." Die Forschungsarbeit ergab, dass sich - sobald die Ratten mit einer neuen Räumlichkeit konfrontiert wurden - ihre im Geiste erstellten Karten veränderten, um sich entsprechend im Raum zurechtzufinden. Es wurde deutlich, dass von den Ratten eine ganze Reihe neuer Karten erstellt wurde, die dann über einen Kartierungsmechanismus in ihren Gehirnen zusammengefügt wurden. Laut Meinung der Forscher, lässt sich die Funktionsweise dieses Kartierungssystems wahrscheinlich auch mit der des Menschen gleichsetzen. Für das Forschungsteam stand fest, dass die Erstellung einer neuen Karte durch die physische Umgebung und nicht aufgrund erlernter Verhaltensweisen ausgelöst wurde. Eine kürzlich entdeckte Zellart namens Border-Zellen liefert vielleicht die Antwort auf die Kartenänderungen im Gehirn der Ratten, denn diese Border-Zellen scheinen für die Definition im Gehirn verantwortlich zu sein, wo eine Umgebung endet und eine neue beginnt. "Vielleicht signalisieren diese Border-Zellen dem Gehirn, die Karten zu wechseln, wenn man im jeweiligen Umfeld um eine Kurve biegt", sagte Trygve Solstad, ein Mitglied des Forschungsteams. "Wir gehen davon aus, dass genau diese Art der Umgebungsänderung stattfindet, wenn die Ratten in einen neuen Gang des Labyrinths gelangen." Nun sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diese Hypothese zu untermauern.
Länder
Norwegen