Neurowissenschaft Wie Einzelzellen und Zellverbünde beim Navigieren zusammenwirken
Sowohl das Verhalten einzelner Nervenzellen als auch das Verhalten großer Zellverbünde scheinen wichtig für die räumliche Orientierung zu sein. Wie aber hängt das eine mit dem anderen zusammen?
Sich räumlich orientieren zu können ist eine fundamentale Fähigkeit des Gehirns, die bei vielen neurologischen und psychischen Krankheiten beeinträchtigt ist. Forschungsgruppen weltweit haben Daten über die neuronalen Grundlagen der räumlichen Orientierung zusammengetragen – sowohl die Aktivität einzelner Nervenzellen im Gehirn als auch die großer Zellverbünde scheint eine entscheidende Rolle zu spielen. Wie jedoch das Verhalten individueller Zellen mit dem der großen Zellnetzwerke zusammenhängt, ist bislang weitestgehend unerforscht.
Verschiedene Theorien dazu stellt ein internationales Autorenteam in der Zeitschrift „Trends in Cognitive Sciences“ vom 24. Mai 2019 vor. Dr. Lukas Kunz von der Universität Freiburg, Prof. Dr. Liang Wang von der Chinese Academy of Sciences in Peking und Prof. Dr. Nikolai Axmacher von der RUB schlagen mit weiteren Kollegen der Columbia University in New York vor, dass eine großflächigere rhythmische Hirnaktivität, wie sie im EEG sichtbar ist, das Bindeglied zwischen den Einzelzellen und großen Zellverbünden darstellen könnte.
Alternative Theorie
„Natürlich ist es ebenfalls möglich, dass die Phänomene auf Einzelzell- und auf Netzwerkebene unabhängig voneinander sind“, beschreibt Nikolai Axmacher einen alternativen Ansatz. „Die beiden Ebenen könnten also parallel voneinander zum Verhalten beitragen, ohne kausal miteinander verknüpft zu sein.“
Die Theorien wollen die Forscher künftig weiter überprüfen. „Genauere Einblicke sind nicht nur wichtig, um die Forschungsergebnisse, die an Tieren und Menschen gewonnen werden, integrieren zu können“, sagen die Autoren. „Es wäre auch wichtig zu wissen, ob Einzelzell- und Netzwerkebene unabhängig voneinander oder gemeinsam durch Krankheiten betroffen sind – und ob sie somit zusammen oder einzeln durch pharmakologische Therapien beeinflusst werden könnten.“
