Neuronale Netzwerke: Kleiner Ursprung mit großer Wirkung

Neuronale Netzwerke: Kleiner Ursprung mit großer Wirkung

07.07.2015
© Fotolia, lisa_L

Hirnforscher der Mercatorforschergruppe „Strukturen des Gedächtnisses“ haben mithilfe eines Computermodells untersucht, wie sich neuronale Netzwerke im Gehirn selbst organisieren. Sie fanden heraus, dass Änderungen innerhalb des Netzwerkes ihren Ursprung in kleinen, lokalen Nervenerregungen haben.

Nervenzellen sind in Netzwerken organisiert

Im menschlichen Gehirn gibt es etwa 100 Milliarden Nervenzellen. Damit Sinneseindrücke verarbeitet werden können, schließen sich einzelne Nervenzellen zu größeren Netzwerken zusammen. Mehdi Bayati, Doktorand in der Arbeitsgruppe „Neurobiologie des Gedächtnisses“ von Prof. Dr. Sen Cheng, beschäftigt sich mit der Frage, wie sich neuronale Erregung sequentiell durch das neuronale Netz ausbreitet. Dafür nutzt er die Möglichkeiten, die die Fachrichtung „Computational Neuroscience“ ihm bietet. Diese beschäftigt sich im Allgemeinen mit den informationsverarbeitenden Eigenschaften des Nervensystems. Experimentiert wird dabei nicht mit echten tierischen oder menschlichen Neuronen, sondern mit mathematischen Modellen, die mithilfe von Computersimulationen umgesetzt werden.

Blitzschnell und synchron

In der nun veröffentlichten Studie beschäftigte sich Bayati insbesondere mit der Frage, ob kleine lokale Neuronenerregungen der Ursprung für eine übergreifende synchrone Netzwerkerregung und Aktivitätsausbreitung sind. Bayati fand heraus, dass diese lokale Erregung in der Tat zu einer synchronen, kettenähnlichen Ausbreitung führt und dies innerhalb kürzester Zeit. Außerdem konnte er beobachten, dass die synchrone Ausbreitung der Erregung erhalten bleibt, auch nachdem die lokale Erregung beendet ist.
 

Weitere Informationen

Mehdi Bayati, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Psychologie, Universitätsstr. 150, 44801 Bochum, (0234) 32-29616 mehdi.bayati@rub.de