Neue Einblicke in den motorischen Kortex
Im motorischen Kortex kann Bewegung allein durch direkte elektrische Stimulation induziert werden. Allerdings ist noch unklar, über welche Prozesse Neuronen in diesem Bereich der Hirnrinde spezifisch Bewegungen steuern. Das Feuern einzelner kortikaler Neuronen ist bei kognitiven und motorischen Aufgaben schwach, da nur wenige Neuronen aktiviert werden. Damit eine effiziente kortikale Kommunikation stattfinden kann, müssen diese Aktivitäten zeitlich präzise synchronisiert werden. Wie wichtig die Rhythmik im Gehirn ist, verdeutlichen multiple Hirnstörungen, denen Rhythmusstörungen zugrunde liegen, etwa beim Verlust der willentlichen Steuerung von Bewegung wie bei Parkinson, der Beschleunigung hochfrequenter Oszillationen bei Krampfanfällen und dem Rückgang schlafbezogener Oszillationen bei Alzheimer. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts M1SYNC (Circuit mechanisms underlying dynamic spike time synchronization in mouse motor cortex) waren Prozesse, die bei Netzwerkoszillationen im motorischen Kortex von Mäusen stattfinden. Um sensorische Daten interpretieren zu können, analysierten die Forscher kombinierte sensorische wie auch motorische Informationen. Hierfür wurden modernste Methoden für die zelltypspezifische Expression von Channelrhodopsinrezeptoren, Multi-Elektroden-Array-Aufnahmen und Ganzzell-Patch-Clamp-Techniken eingesetzt. Analysen an akuten Hirnschnitten in vitro und an lebenden anästhesierten Mäusen zeigten, dass der motorische Kortex von Schnurrhaaren stammende Reaktionen moduliert. Dies geschieht über Projektionen aus verschiedenen kortikalen Schichten zum sensorischen Thalamus. Insgesamt lieferte M1SYNC Grundlagenwissen zu Mechanismen und Funktionen von Oszillationen im motorischen Kortex, die von enormer klinischer Relevanz sind, um die Ursachen motorischer Störungen zu klären.
Schlüsselbegriffe
Motorkortex, Parkinson-Krankheit, Oszillation, Alzheimer-Krankheit, Channelrhodopsinrezeptor, Thalamus
