Am Donnerstagabend wurde der Magdeburger Hirnforscher und frühere Direktor des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN), Prof. Dr. Eckart Gundelfinger, im Rahmen der Göttinger Neurobiologentagung der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft (NWG) für seine besonderen Verdienste in der Hirnforschung ausgezeichnet. Die Laudatio hielt die NWG-Präsidentin Prof. Dr. Christine Rose.

Beim Lernen spielen Belohnungen oft eine Rolle, weil man glaubt, dadurch den Erfolg unterstützen zu können. In der Schule bekommen Kinder gute Noten oder werden gelobt. In wissenschaftlichen Lernexperimenten wird in der Regel mit Belohnungsreizen wie Geld gearbeitet. Dr. André Brechmann und Dr. Susann Wolff vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg haben nun herausgefunden: Auch ohne positives Feedback durch Belohnung können Versuchspersonen durchaus schnell Strategien erlernen, um richtige von falschen Tönen zu unterscheiden. Ihre Studie ist im Fachmagazin Cerebral Cortex erschienen.

Bei der Alzheimer-Erkrankung lassen sich kognitive Beeinträchtigungen direkt auf molekulare Veränderungen an den Synapsen des Gehirns zurückführen. Dr. Michael R. Kreutz hat mit seinem Team vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg und vom Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH) und dem Team von Prof. Dr. Stefan Remy vom LIN in einer neuen Studie, die kürzlich im EMBO-Journal publiziert wurde, herausgefunden: Die Substanz Nitarsone verhindert im Alzheimer-Mausmodell den Verlust synaptischer Plastizität, indem sie die Aktivität des Transkriptionsfaktors CREB aufrechterhält.

In der Hirnforschung werden künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen immer wichtiger, denn dadurch können Verhaltensweisen besser analysiert und krankhafte Veränderungen früher erkannt werden. In einem Projekt des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) Magdeburg hat sich ein Team um Kevin Luxem mit dem Verhalten von Mäusen beschäftigt und anhand der selbst entwickelten Software VAME Algorithmen für das Erkennen der Alzheimer-Erkrankung identifiziert. Die Studie ist im Fachmagazin Communications Biology erschienen.

Der Botenstoff Serotonin spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung, aber auch beim Verlernen von Angst und Furcht. Welche Mechanismen dahinterstecken, hat ein Forschungsteam der Allgemeinen Zoologie und Neurobiologie um Dr. Katharina Spoida und Dr. Sandra Süß im Sonderforschungsbereich „Extinktionslernen“ der Ruhr-Universität Bochum untersucht. Die Forschenden konnten zeigen, dass Mäuse, denen ein bestimmter Serotoninrezeptor fehlt, Furcht wesentlich schneller verlernen als der Wildtyp.

Stress beeinträchtigt die Struktur und Funktion des Gehirns, was zu kognitiven Defiziten und einem erhöhten Risiko für psychiatrische Störungen wie Depression, Schizophrenie, Angstzuständen und posttraumatischen Belastungsstörungen führen kann. Dr. Alessio Attardo hat mit seinem Team vom Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München und vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg nun einen Mechanismus entdeckt: wiederholter Stress destabilisiert die Synapsen in der für das episodische Gedächtnis wichtigen Hippocampus-Region CA1, sodass die Neuronen zunächst hyperaktiv sind, anschließend Nervenverbindungen verschwinden und sich somit die Kodierung verändert.

Traditionell findet am 3. Oktober der Türöffner-Tag der „Sendung mit der Maus“ statt. Maus-Fans in ganz Deutschland können dann hinter Türen schauen, die sonst verschlossen sind. Auch das Mikroskopiezentrum des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg öffnet seine Labortüren und ermöglicht Einblicke in die faszinierende Welt der Mikroskopie.

Am 25. August feiert das Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) in der Johanniskirche mit einer Festveranstaltung sein 30-jähriges Bestehen nach der Neugründung. Zugesagt haben hochkarätige Gäste aus Politik und Wissenschaft. Unter ihnen ist Wissenschaftsminister Prof. Dr. Armin Willingmann und die neue Präsidentin der Leibniz-Gemeinschaft, Prof. Dr. Martina Brockmeier.

Welche Rolle die beiden Proteine Tenascin C und Tenascin R für die Multiple Sklerose spielen, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum untersucht. Bei der Krankheit zerstören Zellen des Immunsystems die Myelinscheiden, also die Ummantelungen der Nervenzellen. Wie das Bochumer Team in Versuchen mit Mäusen zeigte, hemmt die Anwesenheit der beiden Tenascine die Regeneration der Myelinscheiden. Dr. Juliane Bauch und Prof. Dr. Andreas Faissner vom Bochumer Lehrstuhl für Zellmorphologie und Molekulare Neurobiologie schildern die Ergebnisse in der Zeitschrift „Cells“, online veröffentlicht am 28. Mai 2022.

Um den Informationsfluss im Gehirn zu verstehen, muss man wissen, welche Nervenzellen an welchen Funktionen beteiligt sind, und wie sie untereinander verschaltet sind. Mit einer neu entwickelten Bildgebungsmethode legt ein chinesisches-deutsches Forscherteam die Grundlage für eine genaue Eins-zu-eins-Kartierung von Zellen und Funktionen. An der Entwicklung ist auch Dr. Hongbo Jia beteiligt, der den in vivo-Mikroskopiebereich am Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg leitet. Das neue Verfahren wurde nun im Fachmagazin Nature Communications vorgestellt.

Neurobiologie: Publikation im Journal for Neuroscience

Hirnödeme sind eine gefährliche Komplikation bei vielen Erkrankungen des Gehirns, etwa eines Schlaganfalls. Forschende des Instituts für Neurobiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) entwickelten mit Bonner Kollegen und unter Beteiligung eines Berliner Optoelektronik-Unternehmens ein neues Messverfahren, mit dem sie die zellulären Ursachen von Hirnödemen besser entschlüsseln können. Dass vor allem der Ionenkanal TRPV4 eine wichtige Rolle spielt, beschreiben sie im aktuellen Journal der amerikanischen Society for Neuroscience.

Im Gehirn laufen unzählige komplexe Prozesse ab, die es uns ermöglichen zu denken, zu fühlen und uns zu bewegen. Das ist nur möglich, weil es eine enorme Vielfalt an Zelltypen mit einer jeweils ganz spezifischen Funktion gibt. Forschende am Max-Planck-Institut für Neurobiologie untersuchten mit einem internationalen Team, wie diese Diversität entsteht. Sie entwickelten eine Methode, um Verwandtschaftsverhältnisse von Zelltypen im Gehirn der Maus zu analysieren. Das zeigte, dass vom Zelltyp nicht auf den Verwandtschaftsgrad geschlossen werden kann: Zellen ähnlicher Zelltypen sind oft nicht miteinander verwandt. Umgekehrt können Zellen sehr unterschiedlichen Typs den gleichen Ursprung haben.

Angst muss gut reguliert sein, da sonst schwerwiegende Folgen wie zum Beispiel Panikattacken oder riskantes Verhalten auftreten können. Forschende am Max-Planck-Institut für Neurobiologie zeigen nun in Mäusen, dass das Gehirn Feedback vom Körper für das Regulieren von Angst braucht. Die Inselrinde im Gehirn reagiert stark auf Reize, die Gefahr signalisieren. Das durch Angst ausgelöste Erstarren des Körpers führt jedoch zu einem langsameren Herzschlag und reduzierter Inselrindenaktivität. Durch das Verarbeiten dieser gegensätzlichen Signale hält die Inselrinde Angst in Balance. Körperreaktionen werden somit aktiv zur Emotionsregulation genutzt und sind weit mehr als passive Gefühlsantworten.

Die amerikanische Michael J. Fox Foundation und die Forschungsinitiative Aligning Science Across Parkinson’s haben eine globale Forschungsinitiative gestartet, die die neuronalen Schaltkreise des Morbus Parkinson ganzheitlich in Körper und Gehirn erforschen soll. Daran beteiligt ist auch Dr. Matthias Prigge vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg. Er erhält im Rahmen des Projekts 1,5 Millionen US-Dollar.

Wir befinden uns in einer Welt der Fülle. Durch „mehr Nichts“ finden wir ein Potenzial für Glück und Zufriedenheit. Der Arzt und Glücksforscher Prof. Tobias Esch wird im Rahmen der öffentlichen Vortragsreihe „Science & Society“ am 7. Oktober 2021 (16.00 Uhr, online) in seinem Vortrag „Mehr Nichts! Die Neurobiologie des Glücks – und warum wir weniger vom Mehr brauchen“ neurowissenschaftliche sowie gesundheits- und geisteswissenschaftliche Inhalte ansprechen und den Weg zurück zu mehr Lebensglück und Nachhaltigkeit diskutieren. Organisiert wird die Veranstaltung vom Leibniz-Institut für Alternsforschung zusammen mit dem Leibniz-Forschungsverbund Healthy Ageing und Beutenberg-Campus Jena e.V.

Hat der Kollege Sie schon wieder nicht gegrüßt? Das muss nicht zwingend ein Zeichen von Arroganz oder Unhöflichkeit sein. Es gibt tatsächlich Personen, die keine Gesichter erkennen können – eigene Familienmitglieder eingeschlossen. Diese sogenannte Gesichtsblindheit bringt die Betroffenen oft in soziale Schwierigkeiten. So geht es auch Carlotta, deren Geschichte in dem Film „Lost in face – Die Welt mit Carlottas Augen“ gezeigt wird. Am 4. Oktober sind der Regisseur Valentin Riedl und Protagonistin Carlotta im Rahmen einer Kinotour in Magdeburg zu Gast. Gemeinsam mit Prof. Ariel Schoenfeld vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) stehen sie dem Publikum nach dem Film Rede und Antwort.

Wir können uns Dinge länger merken, wenn wir während des Lernens Pausen einlegen. Dieses Phänomen ist als Spacing-Effekt bekannt. Wissenschaftler:innen am Max-Planck-Institut für Neurobiologie haben in Mäusen tiefere Einblicke in die neuronalen Grundlagen dafür erlangt. Mit längeren Zeitabständen zwischen Lernwiederholungen greifen die Tiere immer wieder auf dieselben Nervenzellen zurück – anstatt andere zu aktivieren. Womöglich können sich dadurch die Verknüpfungen der Nervenzellen in jeder Lernphase verstärken, sodass Wissen über längere Zeit gespeichert wird.

Der Senat der Leibniz-Gemeinschaft empfiehlt Bund und Ländern, das Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg (LIN) auch in den nächsten sieben Jahren weiter finanziell zu fördern. Grundlage für diese Empfehlung ist der Bewertungsbericht einer unabhängigen Expertenkommission. In dem am 1. Juli veröffentlichten Evaluierungsbericht wird besonders das kohärente Forschungskonzept des LIN gelobt.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die von der Allianz der Wissenschaftsorganisationen getragene Informationsplattform „Tierversuche verstehen“ starten am 1. Juli die „Initiative Transparente Tierversuche“. Deren Ziel ist es, sich für transparente Information und offene Kommunikation über Tierversuche in der Forschung einzusetzen. Unter den 53 Erstunterzeichnern ist auch das Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg (LIN).

Der visuelle Thalamus ist klassischerweise dafür bekannt, die von der Netzhaut kommenden visuellen Reize an die Großhirnrinde weiterzuleiten. Ein Forscherteam vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie zeigt nun, dass Nervenzellen im visuellen Maus-Thalamus zwar in Kontakt mit beiden Augen stehen, starke funktionale Verknüpfungen aber nur mit einer Netzhaut aufbauen. Damit vereinen die Wissenschaftler teils widersprüchliche Ergebnisse früherer Studien und verdeutlichen, wie wichtig es sein kann, strukturelle Daten mit funktionellen Untersuchungen zu ergänzen.

Kategorisierung ist ein Weg des Gehirns, die unzähligen Eindrücke unseres täglichen Lebens zu organisieren. Indem wir Informationen in Kategorien zusammenfassen, vereinfachen wir unsere komplexe Welt und können schnell und effektiv auf neue Erlebnisse reagieren. Wissenschaftler:innen am Max-Planck-Institut für Neurobiologie haben nun gezeigt, dass auch Mäuse überraschend gut kategorisieren. Die Forschenden identifizierten Nervenzellen, die erlernte Kategorien repräsentieren und zeigen so, wie abstrakte Informationen auf neuronaler Ebene dargestellt werden.

Fruchtfliegen in der Küche stören meistens. Im Labor können die kleinen Tierchen jedoch sehr hilfreich sein – sogar für Lernexperimente. Denn schon die Fliegenlarven können Düfte und Gerüche unterscheiden. Dafür nutzen sie Sinneszellen an ihrer Körperoberfläche. Diese nehmen Informationen auf und leiten sie ans Gehirn weiter. Dort wird das Wissen für die zukünftige Nahrungssuche abgespeichert und in veränderten Verhaltensweisen wieder ausgegeben. Ein Team des Leibniz-Instituts für Neurobiologie Magdeburg (LIN) hat nun ein Verfahren entwickelt, um die ganze Larve zu durchleuchten und deren Nervenzellen – von Kopf bis Fuß sozusagen – in ihrer Gesamtheit darzustellen.

Blitzlichtfische können situationsspezifische Blinkmuster erzeugen, die einem visuellen Morsecode ähneln. Dass die Tiere diese Leuchtsignale nutzen, um ihr Verhalten im Schwarm bei eingeschränkter Sicht zu koordinieren, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum anhand von Labor- und Freilandversuchen gezeigt. Sowohl die Lichtintensität als auch die Blinkfrequenz hatte einen Einfluss auf das Verhalten der Tiere. Die Ergebnisse berichtet das Team um Peter Jägers und Prof. Dr. Stefan Herlitze vom Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie in der Zeitschrift Scientific Reports, online veröffentlicht am 19. März 2021.

Die Menschen werden älter und der Anteil an Demenzerkrankten steigt. Am häufigsten tritt die Alzheimer-Krankheit auf, deren Entstehung noch nicht vollständig erforscht ist. Man weiß jedoch, dass das Alter ein wichtiger Risikofaktor ist. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg, vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn sowie aus Dublin und Montreal haben in einer neuen Studie die Frühphase der Krankheit im Tiermodell untersucht. Sie konnten eine Übererregbarkeit von neuronalen Netzwerken und Nervenzellen nachweisen, lange bevor die typischen Ablagerungen im Gehirn auftraten.

Neurobiologie: Konsensus-Veröffentlichung in Nature Neuroscience

Eine Gruppe renommierter Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, darunter Prof. Dr. Christine R. Rose von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), hat in einem umfassenden Artikel die sogenannte Astrozyten im Gehirn umfassend neu bewertet. In Nature Neuroscience beschreiben sie, welche Veränderungen diese Zellen bei Erkrankungen durchlaufen und welche gesundheitlichen Aspekte mit ihrer besonderen Rolle im Gehirn zusammenhängen.