Einzelne Nervenzellen im Rattenhirn steuern die Bewegung der Schnurrbarthaare. Heidelberger Wissenschaftler haben diesen ungewöhnlichen Steuerungsmechanismus entdeckt: Ihnen gelang es, einzelne Zellen im motorischen Kortex? dem Gehirnbereich, der Bewegungen steuert ? anzuregen und dadurch die Schnurrhaare der Nager in eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung zu versetzen. Michael Brecht und seine Kollegen beschreiben ihre Untersuchungen in der Fachzeitschrift Nature (Bd. 427, S. 704).
Mit winzigen Elektroden legten die Forscher einen Strom von nur wenigen Milliardstel Ampere für ein paar Millisekunden an einzelne motorische Nervenzellen an. Diese winzigen Stromstöße reichten aus, um Nervenimpulse hervorzurufen, die so genannten Aktionspotenziale, die wiederum die Bewegung der Schnurrhaare auslösten. Diese Bewegungen waren rhythmisch und dauerten auch nach dem Ende der Stromstöße noch an. Je nachdem, wie schnell die Stromstöße und damit die Aktionspotenziale aufeinander folgten, bewegten sich die Haare in unterschiedliche Richtungen.
Wahrscheinlich lösen die Impulse eher bestimmte Bewegungsprogramme aus, als dass sie einzelne Muskelkontraktionen verursachen, schreiben die Forscher. Es sei verblüffend, wie effektiv wenige Aktionspotenziale in einzelnen Nervenzellen eines so komplexen Netzes wie dem Rattenhirn wirken könnten. Möglicherweise reiche schon die Aktivität von lediglich ein paar hundert Nervenzellen aus, um die gesamte Bandbreite von Bewegungen der Schnurrbarthaare zu steuern.
Bislang war es Forschern nur gelungen, Gruppen von Nervenzellen anzuregen. Aus diesen Versuchen war zwar bekannt, dass die Stimulation der motorischen Zellen Bewegungen auslöst, nicht jedoch, wie. Die Ergebnisse der Heidelberger Gruppe bringen die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Muskelsteuerung und Nervenaktivität nun einen wichtigen Schritt voran. Sie könnten in Zukunft möglicherweise dabei helfen, Computer zu entwickeln, die Nervenimpulse direkt in Muskelkontraktionen umwandeln. Damit könnte dann beispielsweise die Bewegungsfähigkeit gelähmter Menschen wiederhergestellt werden.
ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
