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Tobias Bonhoeffer über das neue Max Planck - Hebrew University Center

Internationales Max Planck-Hebrew University Center

Internationales Zentrum der Max-Planck-Gesellschaft und der Hebräischen Universität: "Sensory Processing of the Brain in Action"

Eine fundamentale Funktion eines jeden Nervensystems ist die Verarbeitung von Sinneseindrücken. Um die vielfältige Sinneswelt um uns herum wahrzunehmen, ob visuell, akustisch, taktil oder olfaktorisch, muss diese zunächst in die einheitliche Sprache des Nervensystems übersetzt werden: Aktionspotentiale (APs) und postsynaptische Potentiale (PSPs) kodieren die sensorische Information. Diese Signale werden dann in spezifischen neuronalen Schaltkreisen und in Modulen innerhalb dieser Schaltkreise verarbeitet. Das Ziel ist ein auf die jeweilige Situation abgestimmtes und angemessenes Verhalten – entscheidend für das Überleben des Organismus.

In den letzten Jahren hat die Entwicklung neuer, immer leistungsfähigerer anatomischer, bildgebender und genetischer Werkzeuge ganz neue Möglichkeiten für die Erforschung des Nervensystems geschaffen. Die neuen Einblicke haben auch zu einem Paradigmenwechsel in der Betrachtung der neuronalen Schaltkreise geführt. Im Widerspruch zur alten, recht groben und statistischen Charakterisierung der zugrunde liegenden neuronalen Verbindungen wurde klar, dass diese aus hochspezifischen Schaltkreisen und Modulen bestehen. Diese unterscheiden sich oft durch ihre Anatomie, Physiologie und Konnektivität. Zudem zeigte eine Entdeckung vor kurzem, dass die Sinnesverarbeitung in diesen neuronalen Schaltkreisen bereits in sehr frühen Stadien stark von der anfallenden Aufgabe und der daraus resultierenden Aktion des Gehirns abhängig ist. Die neuen Erkenntnisse werfen die Frage auf, wann und wie sich die Sinnesverarbeitung in Abhängigkeit des Verhaltenszustands eines Tieres verändert.

Um diese zentrale Frage zu untersuchen, riefen die Max-Planck-Gesellschaft und die Hebräische Universität im Januar 2013 das Zentrum “Sensory Processing of the Brain in Action” ins Leben. Das Zentrum soll Forschungsgruppen des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie und der Hebräischen Universität zusammenzuführen – gemeinsam sollen die Wissenschaftler Pionierarbeit in der Erforschung der sensorischen Neurowissenschaft leisten. Das Ziel ist es, neue Erkenntnisse zur Organisation und Funktion der Sinnesverarbeitung im Gehirn zu gewinnen. Ein besonderer Schwerpunkt der Forschung liegt dabei auf der Entschlüsselung der kausalen Zusammenhänge zwischen neuronalen Mechanismen von Wahrnehmung und Verhalten.

Ihre Untersuchungen werden die Wissenschaftler mit den neuesten experimentellen, rechnergestützten und theoretischen Ansätzen durchführen. Als Modellsysteme werden sowohl die Fliege und als auch die Maus herangezogen. In verschiedenen Sinnessystemen (Sehen, somatosensorischer Sinn und Gehör) sollen die Vorgänge bei der Sinnesverarbeitung erforscht werden. Die enge Zusammenarbeit von Theoretikern und Experimentatoren am neuen Zentrum wird es ermöglichen, die dynamische Natur der Sinnesverarbeitung des Gehirns in Aktion auf völlig neue Weisen zu erforschen.

Forschungsleiter des Zentrums

Hebräische Universität, Jerusalem (Israel)

Idan Segev (Direktor) – Sinnesverarbeitung in dendritischen Modulen
Haim Sompolinsky – Theorie neuronaler Schaltkreise
Adi Mizrahi – Sinneskodierung und Plastizität im Säugerhirn

Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried (Deutschland)

Tobias Bonhoeffer (Direktor) – Synaptische Plastizität im Gehirn
Alexander Borst – Bewegungsverarbeitung im visuellen System von Fliegen
Bert Sakmann – Kortikale Säulen in vivo and in silico

 
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