Neurobiologie: Wie Fledermäuse verschiedene Laute unterscheiden

Fledermäuse leben in einer Hörwelt. Sie nutzen ihre Stimme sowohl zur Kommunikation mit ihren Artgenossen, als auch zur Orientierung in der Umwelt. Dazu stoßen sie Ortungslaute im Ultraschallbereich aus, aus deren Echos sie ein Abbild ihrer Umgebung formen. Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler der Goethe-Universität haben nun herausgefunden, wie es der südamerikanischen Brillenblattnase gelingt, aus einer Geräuschkulisse die wichtigen Signale herauszufiltern und dabei insbesondere zwischen Echoortungs- und Kommunikationsrufen zu unterscheiden.

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Mehr Hirn als Wesenszug: Entschlüsselung neuronalen Bahnen der Neugier

Die Faszination für das Unbekannte treibt den Fortschritt an. Dank ihr behaupten sich Lebewesen in einer sich stetig wandelnden Umwelt. Somit prägt Neugier die menschliche Entwicklung wesentlich. Doch was steckt dahinter? Forschende vermuten, dass Neugier weniger eine feste Persönlichkeitseigenschaft ist, sondern ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Hirnregionen. Dr. Petra Mocellin und das Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Remy am Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) haben erstmals einen neuronalen Schaltkreis im Gehirn entschlüsselt, der der Neugier zugrunde liegt.
Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht.

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Die Schaltkreise des Denkens entschlüsseln: Neue Professur für Circuit Neuroscience

Prof. Dr. Janelle Pakan erforscht die sensorischen und motorischen Systeme im Gehirn und untersucht was passiert, wenn diese nicht richtig funktionieren, insbesondere im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen. An der Medizinischen Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat die Neurowissenschaftlerin jetzt die Professur für Circuit Neuroscience angetreten. Die 42-Jährige wurde nach dem sogenannten „Jülicher Modell“ gemeinsam von der Universität Magdeburg und Leibniz-Institut für Neurobiologie in Magdeburg berufen.

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Warum können sich einige Menschen detailgetreuer erinnern als andere?

Wie präzise man sich an etwas erinnert und warum es manchen von uns besser gelingt, ist zentrales Thema der Gedächtnisforschung. Der Schläfenlappen ist die zentrale Struktur des Gehirns, welche uns an Ereignisse des täglichen Lebens erinnern lässt. Neue Erkenntnisse aus der Forschung des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg zeigen nun, dass innerhalb des Schläfenlappens, unterschiedliche Netzwerke beim Abruf des Detailgehalts einer Erinnerung und beim Abruf der Essenz dieser Erinnerung involviert sind.

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Kognitives Altern und Persönlichkeit: Kann Offenheit für neue Erfahrungen das Gedächtnis schützen?

Der altersbedingte Abbau der Gedächtnisleistung ist ein bekanntes Phänomen, das in zahlreichen Studien bereits bestätigt wurde. Neue Erkenntnisse aus der Forschung am Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg zu individuellen Unterschieden im kognitiven Altern zeigen nun: Die Persönlichkeitseigenschaft „Offenheit für Erfahrungen“ könnte eine positive Verbindung zur Gedächtnisleistung bei Älteren aufweisen.

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Ehemaliger LIN-Direktor erhält Otto-Loewi-Medaille

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.

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Aus Fehlern lernt man: Feedback-Mechanismen im Gehirn funktionieren auch ohne Belohnung

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.

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Wie Synapsen im Gehirn nicht mehr verschwinden

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.

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Hat die Maus Alzheimer?

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.

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Furchtlos zu sein kann man lernen

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.

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Stress beeinträchtigt das episodische Gedächtnis

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.

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„Sendung mit der Maus“-Türöffner-Tag: LIN lädt in die Mikroskopie-Welt ein

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.

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Festveranstaltung zum 30-jährigen Jubiläum

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.

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Tenascin-Proteine hemmen Regeneration der Zell-Ummantelung

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.

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Eines aus Millionen Neuronen: neue funktionelle Mikroskopie-Methode zur exakten Hirnkartierung

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.

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Neues bildgebendes Verfahren enthüllt Ursachen von Hirnödemen

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.

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Ursprung der neuronalen Vielfalt

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.

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Die Angst im Gleichgewicht

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.

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Parkinson-Forschungsprojekt in Magdeburg erhält Millionenförderung

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.

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„Mehr Nichts und weniger Mehr“ – Vortrag in der Reihe „Science & Society“

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.

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Lost in face – Wie ist es, wenn man keine Gesichter erkennen kann?

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.

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Lernpausen sind gut fürs Gedächtnis

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.

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Hervorragendes Zeugnis für neurowissenschaftliche Grundlagenforschung

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.

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„Initiative Transparente Tierversuche“ gestartet

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).

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Wählerische Nervenzellen

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.

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