Washington - Navigationsfähigkeit ist von Geburt an vorhanden

Navigationsfähigkeit ist von Geburt an vorhanden

Von: ddp
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Washington. Der Orientierungssinn ist schon bei der Geburt im Gehirn fest verdrahtet und wird nicht erlernt. In Versuchen mit Rattenbabys haben europäische Forscher nachgewiesen, dass sich das Konzept der Raumerfassung in den ersten zwei Wochen optimiert.

Drei Komplexe von Nervenzellen sind dabei aktiv: Der erste registriert die Richtung des Kopfes, der zweite definiert die Position des Tiers und der dritte liefert eine Karte der Umgebung.

Den Beleg dafür haben winzige Sensoren im Gehirn von neugeborenen Ratten geliefert. Diese registrierten, dass die spezialisierten Nervenzellen sofort nach der Geburt funktionierten und dass die Richtungsbestimmung als Erstes optimiert wurde. Ihre Forschung stellen die Wissenschaftler um Rosamund Langston von der Norwegian University of Science and Technology in Trondheim im Fachmagazin „Science” vor (Bd. 328, doi: 10.1126/science.1188210).

Um herauszufinden, ob das Gehirn Ort und Raum vom ersten Augenblick an registriert, sind Rattenbabys die idealen Versuchstiere: Sie öffnen 15 Tage nach der Geburt die Augen und beginnen mit der Erforschung ihrer Umgebung. Außerdem sind Übertragungen vom Rattenmodell auf den Menschen in der Wissenschaft etabliert.

Das Forscherteam aus Norwegen und Schottland implantierte den Rattenbabys am 13. Tag nach der Geburt Miniatursensoren, mit denen sie die Aktivitäten von Nervenzellen im Hippocampus überwachten. In diesem Hirnareal fließen die Informationen verschiedener sensorischer Systeme zusammen.

Dabei konzentrierte sich die Beobachtung auf die drei Neuronenkomplexe, die für die Orientierung zuständig sind. Die Tiere wurden anschließend wieder zu ihren Müttern in die Käfige gesetzt und insgesamt über einen Monat beobachtet.

Als die Rattenbabys nach 15 Tagen ihre Augen öffneten, arbeitete sofort die Richtungsbestimmung: Eine bestimmte Gruppe von Nervenzellen wurde aktiv, wenn der Kopf eines Tiers in Richtung der erwachsenen Tiere deutete. „Die Kopf-Richtungs-Zellen waren von Beginn an funktional ausgreift”, berichtet Langston. Nach diesem Kompass optimierten sich die Neuronen für die Ortsbestimmung, die eine bestimmte Position im Raum definieren.

Als Letzte reiften am 16. Tag die Zellen, die den Tieren ein geometrisches Koordinatensystem ihrer Umgebung für die Entfernungsabschätzung liefern. Aber vom ersten Augenblick an interagierten die drei Gehirnareale, und im Alter von 30 Tagen war das Raumkonzept der jungen Ratten ausgebildet. „Der Orientierungssinn scheint im Gehirn fest verdrahtet zu sein”, erklärt Langston. „Für die erste Umgebungserforschung existiert ein Fundament aus starken Bausteinen, die das System zur Navigation bilden.”

Keinerlei Unterschiede konnten die Wissenschaftler bei den Orientierungsfähigkeiten von weiblichen und männlichen Rattenbabys feststellen. Beide Geschlechter besitzen also die gleichen Bausteine für die Darstellung des Raums im Gehirn. Unterschiedliche Fähigkeiten bei der Orientierung könnten nach Ansicht der Wissenschaftler daraus resultieren, wie die Karte einer Umgebung aufgebaut wird.

Eine zweite Forschergruppe um Tom Wills vom University College London hat zeitgleich ihre Forschung über die Entwicklung des Raumsinns bei Rattenbabys in „Science” veröffentlicht. Die Ergebnisse decken sich mit denen von Langston, nur dass für den Reifezeitpunkt des Raumkoordinatensystems der Tag 20 statt des Tages 16 ermittelt wurde.
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