Hochgeschwindigkeitsneuronen

Für die Fortbewegung mit hoher Geschwindigkeit ist eine klar abgegrenzte Untergruppe von Neuronen im Hirnstamm erforderlich, wobei diese Hochgeschwindigkeitsneuronen mit anderen Neuronen vermischt sind, die ein sofortiges Anhalten beim Laufen hervorrufen können. Capelli et al. (2017) konnten am Mausmodell nun zeigen, dass ein bestimmter Nervenzelltyp im Hirnstamm für die schnelle Fortbewegung von wesentlicher Bedeutung ist, wobei die verschiedenen Hirnstammneuronen anhand der von ihnen freigesetzten Neurotransmitter unterschieden werden können. In den untersuchten Hirnstammregionen vermischten sich dabei positiv wirkende, anregende Neuronen, mit negativ wirkenden, hemmenden Neuronen ziemlich ungeordnet, d. h., es konnte ihnen bisher keine klare Funktion zugeordnet werden, wenn alle diese Neuronen ohne sorgfältige Entflechtung zusammen untersucht wurden. Als man jedoch nun Neuronen aktivierte, die den anregenden Neurotransmitter Glutamat im Nucleus paragigantocellularis lateralis freisetzen, konnte man unittelbar Laufbewegungen auslösen, wobei es umgekehrt zu einer Verlangsamung der Bewegung kam, wenn man die dazwischen eingestreuten hemmenden Neuronen aktivierte. Es zeigte sich also in den Experimenten deutlich, dass man durch die Stimulation von Neuronenpopulationen im Hirnstamm ein komplettes motorisches Programm abrufen kann, das Vorder- und Hinterbeine der Tiere in einer Weise bewegt, die von der natürlichen Fortbewegung nicht zu unterscheiden ist. Weiters zeigte sich, dass die identifizierten anregenden Neuronen, deren Stimulation Laufbewegungen hervorruft, auch für die natürliche Fortbewegung bei hohen Geschwindigkeiten erforderlich sind, d. h., hohe Geschwindigkeiten konnten ohne diese Neuronen nicht erzielt werden.

Literatur

Capelli, P., Pivetta, C., Esposito, M. S. & Arber, S. (2017). Locomotor speed control circuits in the caudal brainstem. Nature, doi: 10.1038/nature24064.
Stangl, W. (2020). Stichwort: ‚Motorik‘. Online Lexikon für Psychologie und Pädagogik.
WWW: https://lexikon.stangl.eu/3681/motorik/ (2020-04-11)