Forschung

Forscher finden Orientierungssinn im Gehirn

Gehirnforscher haben im Rahmen eines Orientierungstests veränderte Zellaktivitäten bei Alzheimerpatienten nachgewiesen. Damit ist die Existenz sogenannter Rasterzellen bewiesen, die es dem Menschen ermöglichen, sich in seiner Umgebung zurechtzufinden. Neue Therapie-Ansätze könnten die Symptome von Alzheimer lindern.

Menschliches GPS-System: Die Wärmebild-Aufnahme einer Rasterzelle. (Foto: Flickr/NTNU Trondheim)

Menschliches GPS-System: Die Wärmebild-Aufnahme einer Rasterzelle. (Foto: Flickr/NTNU Trondheim)

Der Orientierungssinn des Menschen funktioniert nach einem komplexen System. Wissenschaftler der Drexel University in Philadelphia haben nun die dafür zuständigen Gehirnzellen identifiziert. Bisher konnten diese drei Zelltypen – Richtungszellen, Platzzellen und Rasterzellen – nur bei Tieren zweifelsfrei festgestellt werden.

Richtungs- und Platzzellen wurden zwar auch schon beim Menschen identifiziert, Gehirnscans wiesen darüber hinaus auch auf die Existenz von Rasterzellen im menschlichen Denkapparat hin – doch ein Beweis für deren Vorhandensein wurde erst jetzt von Studienleiter Joshua Jacobs und seinem Team erbracht.

Die Forscher testeten 14 Alzheimerpatienten, denen im Rahmen der Epilepsiebehandlung Elektroden ins Gehirn implantiert worden waren. Anschließend wurden die Gehirnaktivitäten der Freiwilligen aufgezeichnet. Währenddessen spielten die Teilnehmer ein Computerspiel, in dem sie durch eine Landschaft fuhren, nach Objekten suchten und sich erinnern sollten, wo sie diese gefunden hatten. In einem nächsten Schritt sollten die Objekte so rasch wie möglich gefunden werden. Sie blieben so lange unsichtbar, bis die korrekte Position erreicht war.

Bei den Tests in der virtuellen Landschaft fehlten jedoch deutliche Markierungen, die hätten eingesetzt werden können, um sie mit der Position von Objekten in Zusammenhang zu bringen. Die Wissenschaftler wollten, dass die Teilnehmer eine geistige Landkarte der einzelnen Objekte erstellten. Dafür benötigten sie jedoch Rasterzellen. Es zeigte sich, dass die Einzelzellen wie bei den Tieren als Reaktion auf ein ähnliches Muster reagierten. Wie bei Tieren wurden die meisten dieser Zellen im entorhinalen Kortex nachgewiesen, der für Orientierung und das Gedächtnis zuständig ist, aber auch im cingulären Kortex, der für das Lernen verantwortlich ist, kamen sie vor.

Laut Jacobs kommt es bei Patienten mit Alzheimer zu einer ungewöhnlichen Aktivität des entorhinalen Kortex. Den Betroffenen fällt es manchmal schwer, sich zurechtzufinden. Der Wissenschaftler hält die Entwicklung von Medikamenten oder Verfahren zur Gehirnstimulation für denkbar, die helfen könnten, die Aktivität der Rasterzellen zu verbessern.

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