Gehör: Die Geometrie der Axone

27. August 2015
Teilen

Nervenfortsätze im Hörzentrum unterscheiden sich in ihrer Form, je nachdem, auf welche Tonhöhe sie spezialisiert sind und wie schnell sie Signale weitergeben. Jene Axone, die am besten auf niederfrequente Töne reagieren, haben größere Durchmesser, aber kürzere Internodien.

Beim menschlichen Hören werden die von außen kommenden mechanischen Schwingungen in elektrische Impulse umgewandelt. Mit welcher Geschwindigkeit diese weitergeleitet werden, ist abhängig von strukturellen Besonderheiten der Axone. Dies ist vor allem für die Ortung von Schallen bedeutsam, da das schallzugewandte Ohr dasselbe Geräusch lauter und früher hört, als das schallabgewandte. Deshalb muss unser Gehirn diese minimalsten Zeitdifferenzen exakt verrechnen. Dafür sorgt ein komplexes Zusammenspiel von Nervensignalen, die über elektrische Aktionspotenziale zur zuständigen Schaltzentrale im auditorischen Hirnstamm weitergeleitet werden.

Die Forscher um den LMU-Neurobiologen Professor Benedikt Grothe haben nun die überraschende Erkenntnis gewonnen, dass strukturelle Spezialisierungen der Ranvier-Schnürringe und der Internodien im auditorischen Stammhirn der Säuger eine wichtige Rolle bei der Feinabstimmung von Geschwindigkeit und Genauigkeit der Signalübertragung spielen.

Strukturelle Abstimmung der Axone

„Wir haben strukturelle Unterschiede in der Myelinisierung von Axonen gefunden. Jene Axone, die am besten auf niederfrequente Töne reagierten, hatten größere Durchmesser, aber überraschenderweise kürzere Internodien“, sagt Grothe. Wie die Forscher in Simulationen zeigen konnten, trägt diese besondere Form der Axone dazu bei, die Geschwindigkeit bei der Signalübertragung anzupassen. Elektrophysiologische Aufnahmen bestätigten, dass Axone, die auf niederfrequente Töne reagieren, Signale schneller und genauer leiten.

„Unsere Ergebnis widerspricht auch der bisherigen Annahme, dass Axone mit derselben Funktion strukturell gleich sind und die Länge der Internodien stets proportional zum Durchmesser des Axons ist“, sagt Grothe. „Vielmehr scheint es systematische strukturelle Unterschiede zu geben, je nach dem Ursprung der Signale und ihren Ziel-Schaltkreisen im Stammhirn.“

Originalpublikation:

Tuning of Ranvier node and internode properties in myelinated axons to adjust action potential timing
Marc C. Ford et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms9073; 2015

10 Wertungen (5 ø)
HNO, Medizin, Neurologie

Die Kommentarfunktion ist nicht mehr aktiv.

1 Kommentar:

Dipl.-Ing. Rüdiger Markert
Dipl.-Ing. Rüdiger Markert

Interessanter Artikel, die spannende Frage ist, ob man das in irgendeiner Weise z.B. bei Cochlea-Implantaten bezüglich der Stimulierungsstrategie gewinnbringend verwerten kann.

#1 |
  0


Copyright © 2017 DocCheck Medical Services GmbH
Sprache:
DocCheck folgen: