Ein Team aus der Marburger Neurowissenschaft hat untersucht, wie unser Gehirn abschätzt, welchen Anteil einer Strecke wir bereits zurückgelegt haben. Die Forschungsgruppe um den Physiker Professor Dr. Frank Bremmer berichtet im Fachblatt „eNeuro“ über seine Ergebnisse.

In den ersten zwei Lebensjahren des Menschen entwickeln sich Gehirnmasse und Synapsen rasant, die Nervenleitgeschwindigkeit verdoppelt sich. Der strukturelle Umbau des peripheren Nervensystems konnte lange nur mit Tierexperimenten und invasiven Techniken untersucht werden. Ein Schweizer Forschungsteam hat nun die Reifung des peripheren Nervensystems beim Kind mittels hochauflösender Ultraschallsonden genauer beschrieben. „Unsere Erkenntnisse sind nicht nur wissenschaftlich interessant, sie helfen auch bei der Diagnose von Neuropathien beim Kleinkind und bei der Reifebeurteilung von frühgeborenen Kindern“, sagt PD Dr. Philip Julian Broser, Vorsitzender der Kommission Neuropädiatrie der DGKN.

Wissenschaftler entdecken, dass die geheimnisvolle „Zone der Ungewissheit“ es dem Gehirn ermöglicht, schnell neue Erinnerungen zu bilden.

Der Neokortex ist der größte und komplexeste Teil des Gehirns und gilt seit langem als der ultimative Speicher für Langzeiterinnerungen. Doch wie werden dort Spuren vergangener Ereignisse und Erfahrungen niedergelegt? Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung und der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg haben entdeckt, dass ein wenig erforschtes Gehirnareal, die Zona incerta, auf unkonventionelle Weise mit dem Neokortex kommuniziert, um die Gedächtnisbildung schnell zu steuern.

Wie ist es dem Gehirn möglich, gezeichnete Objekte als Haus oder als Tier zu erkennen? In einer aktuellen Studie im Journal of Neuroscience haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig in Zusammenarbeit mit der Freien Universität Berlin und der Justus-Liebig-Universität Gießen untersucht, wie sich unsere Wahrnehmung von Strichzeichnungen von natürlichen Bildern unterscheidet. Die Forscher zeigen, dass die Wahrnehmung von Objekten besonders robust gegenüber Veränderungen in unserer Umwelt ist.

Wie kann eine einzige kranke Zelle in einem intakten Gehirn oder einem menschlichen Herzen aufgespürt werden? Diese Fragestellung gleicht der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Die Teams von Ali Ertürk von Helmholtz Munich und der LMU und Matthias Mann am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München haben nun eine neue Technologie namens DISCO-MS entwickelt, die dieses Problem lösen kann. DISCO-MS nutzt Robotertechnologien, um Proteomikdaten von „kranken“ Zellen zu erhalten, die in einem frühen Stadium der Krankheit genau identifiziert werden.

Charité-Studie entdeckt Hirnnetzwerk, dessen Stimulation symptomlindernd wirkt

Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Ursache von Demenzerkrankungen, bislang aber nicht gut behandelbar. Eine mögliche zukünftige Therapieform könnte die sogenannte Tiefe Hirnstimulation sein, die auch als Hirnschrittmacher bekannt ist. Ein Forschungsteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin hat in einer im Fachmagazin Nature Communications* veröffentlichten Studie ein spezifisches Netzwerk im Gehirn von Alzheimer-Patient:innen ausgemacht, dessen Stimulation mit einer Linderung der Symptome einherging. Die Forschenden hoffen, dass die Studie den Weg für weiterführende Untersuchungen ebnet.

„Angststörung“, „Sucht“ oder „Konditionierung“: Wie speichert das Gehirn solche wissenschaftlichen Begriffe – und geschieht das bei Expertinnen und Experten anders als bei Laien? Eine Studie um den Ulmer Neurowissenschaftler Professor Markus Kiefer weist darauf hin, dass solche abstrakten Konzepte und wissenschaftlichen Begriffe bei beiden Personengruppen im sinnlich-erfahrungsbasierten Bereich des Gehirns verankert werden. Eine traditionellere Annahme der Psychologie lautet dagegen, dass sich die Wissensspeicherung im Lauf der akademischen Bildung hin zu abstrakteren, sprachlich-symbolischen Hirnstrukturen verlagert.

Wie finden wir heraus, was in Nervenzellen tief im Gehirn vor sich geht, während ein Tier aktiv ist? Forschende des MPINB haben ein Miniatur-Mikroskop entwickelt, das Mäuse auf dem Kopf tragen können, während sie sich uneingeschränkt bewegen. Das nur 2 Gramm schwere ferngesteuerte Mikroskop kann die neuronale Aktivität in allen Schichten der Großhirnrinde messen, selbst in tiefliegenden, ohne dass das Tier während der Versuche gestört wird. Anders als alle vergleichbaren Modelle funktioniert es auch bei Helligkeit und ermöglicht daher die Untersuchung des gesamten Verhaltensspektrums. Das neue Mikroskop ist ein Meilenstein für die Erforschung, wie das Gehirn komplexes Verhalten steuert.

In einer wenig erforschten Hirnregion identifizierten Wissenschaftler Nervenzellen, die das Stresshormon CRH (Corticotropin-releasing hormone) produzieren. Sie zeigten, dass das CRH dieser Region bei Reaktionsbereitschaft, Bewegungsaktivierung und Vermeidungsverhalten eine Rolle spielt. Die Erkenntnisse könnten für das Verständnis psychiatrischer Erkrankungen wichtig sein.

LMU-Forschende zeigen im Zebrafischmodell, dass zwei Proteine Narbenbildung im Gehirn verhindern und dadurch die Regenerationsfähigkeit verbessern.

Neuronen feuern elektrische Impulse ab, Synapsen sorgen für deren Übertragung. Diese Prinzipien, die im menschlichen Gehirn funktionieren, können nun auch als Bausteine in künstlich hergestellten Schaltkreisen verwendet werden, um lernfähige Systeme zu erschaffen. Sogenannte „neuromorphe Elektronik“ bietet auch das Potenzial, eine Schnittstelle zwischen der künstlichen und der biologischen Domäne zu schaffen. Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung sind diesem Ziel nun einen Schritt näher gekommen, indem sie künstliche Neuronen geschaffen haben, die direkt und in Echtzeit in einer biologischen Umgebung arbeiten können.

Rot hat eine Signal- und Warnwirkung. Spiegelt sich diese farbliche Besonderheit auch im Gehirn wieder? Forschende des Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience sind dieser Frage nachgegangen.

Düsseldorf, 28. September 2022 – Ein Hoffnungsschimmer in der Alzheimer-Forschung: In einer Phase-3-Studie mit 1.795 Probandinnen und Probanden hat der experimentelle Wirkstoff Lecanemab positiv im Vergleich zu einem Placebo abgeschnitten. Lecanemab baut die für die Alzheimer-Erkrankung charakteristischen Ablagerungen aus Beta-Amyloid im Gehirn ab. Der Wirkstoff richtet sich ausschließlich an Patientinnen und Patienten in einem frühen Krankheitsstadium.

Hirnorganoide liefern Einblicke in die Evolution des menschlichen Gehirns

In einer immer älter werdenden Gesellschaft ist die Frage, wie wir gesund und vital bis ins hohe Lebensalter bleiben, von zentraler Bedeutung. Gesundes Altern, das heißt tatsächlich bis ins hohe Alter den üblichen gesundheitlichen Alterseinschränkungen wie beispielsweise einer Abnahme kognitiver Fähigkeiten zu entgehen, gelingt in der Regel nur einem kleineren Teil alternder Menschen. Folglich hat sich die Forschung bislang weitgehend auf häufige Alterserscheinungen wie der Gebrechlichkeit und den typischen Alterserkrankungen wie zum Beispiel der Alzheimer-Krankheit konzentriert.

Dresdner Forscherteam findet heraus, dass moderne Menschen während der Gehirnentwicklung mehr Nervenzellen im Frontallappen produzieren als Neandertaler, verursacht durch die Veränderung einer einzigen Aminosäure in dem Protein TKTL1.

Eine internationale Forschungsgruppe, an der Wissenschaftler:innen der I. Medizinischen Klinik und Poliklinik und des Instituts für Physiologische Chemie der Universitätsmedizin Mainz beteiligt waren, hat ein Protein identifiziert, das sowohl für die Bildung von gesunden Gehirnzellen als auch für die Entstehung von Krebsmetastasen von entscheidender Bedeutung ist. Das Forschungsteam fand heraus, dass das Protein ZNF827 bei diesen zwei zellulären Prozessen maßgeblich einen Mechanismus reguliert, der die Zellwanderung ermöglicht: die sogenannte epithelial-mesenchymale Transition (EMT).

Als Biomarker könnten sie künftig Auskunft über entzündliche Abläufe bei Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson geben

Wissenschaftler:innen der Universität Magdeburg erforschen den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson.

„Viele glauben, dass die Kreativität nur einer einzigen Gehirnregion zugeordnet ist. Das ist aber nicht der Fall“, sagt Dr. Radwa Khalil. Die Neurobiologin an der Jacobs University Bremen hat gemeinsam mit Wissenschaftler:innen aus Südafrika und Australien ein computergestütztes Modell entwickelt, das kreative Prozesse einem Netzwerk im Gehirn zuordnet. Je nach Art der kreativen Aktivität können diese Netzwerke unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Forschungsergebnisse sind vor kurzem in der renommierten Zeitschrift „Neuroscience & Biobehavioral Reviews“ veröffentlicht worden.

Im lateralen Horn des Gehirns von Essigfliegen erfolgt die Bewertung einzelner Düfte und die Steuerung des daraus resultierenden Verhaltens. Dies berichtet ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in der Zeitschrift eLife. Höhere Hirnregionen sind somit in der Lage, Duftinformationen aus der Umgebung zu filtern und die Außenwelt der Fliege in unterschiedliche neuronale Aktivitäten im Gehirn umzuwandeln. Das daraus resultierende Verhalten sichert Überleben und Fortpflanzung der Fliege

ETH-​Forschende untersuchten im Detail, wie sich während der Embryonalentwicklung das Neuralrohr formt. Sie kommen zum Schluss: Dies geschieht weniger aktiv als bisher angenommen. Auswirkungen hat das auch für das Verständnis von Fehlbildungen wie einem offenen Rücken.

Forschende der Universität Bern und Inselspital, Universitätsspital Bern haben entdeckt, wie das Gehirn während des REM-Schlafs Emotionen sortiert, um die Speicherung positiver Emotionen zu verstärken und zu verhindern, dass traumatische Erinnerungen sich im Gehirn verfestigen. Die Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung des Schlafs für die menschliche Gesundheit und eröffnen neue Wege für therapeutische Strategien.

Beim Menschen ist die Geburt schwieriger und schmerzhafter als bei Menschenaffen. Lange nahm man an, dass dies auf das grosse Gehirn und die engen Verhältnisse im mütterlichen Becken zurückgeht. Mit 3D-Geburtssimulationen zeigen Forschende der Universität Zürich, dass die Geburt aber bereits bei den Vormenschen vor rund drei Millionen Jahren deutlich schwieriger war trotz ihrem noch kleinen Gehirn – mit Folgen für ihre kognitive Entwicklung.

Lautwandelphänomene im Mittelalter geben Aufschluss über die Wahrnehmung von Sprache