Nervenzellen im Auge verarbeiten optische Reize gemeinsam
Forschende der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben herausgefunden, dass Nervenzellen im Auge natürliche optische Reize aus der Umgebung häufig gemeinsam in Zellgruppen und aufeinander abgestimmt verarbeiten. Die koordinierte Zusammenarbeit der Nervenzellen verstärkt die Signalübertragung bei Szenen mit hohem Kontrast und Bewegungen. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Behandlung von Blindheit zu verbessern. Die Ergebnisse sind im renommierten Wissenschaftsmagazin „Nature“ veröffentlicht.
Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Prof. Dr. Tim Gollisch, Forschungsgruppenleiter in der Klinik für Augenheilkunde der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), hat jetzt herausgefunden, dass die effiziente Kodierungshypothese nicht für alle Nervenzellen im Auge zutrifft. Für eine Reihe von Zellen konnten die Forschenden in Netzhautpräparaten beobachten, dass häufig ganze Zellgruppen gleichzeitig aktiv sind. Dieses koordinierte Zusammenwirken der Nervenzellen scheint einer effizienten und energiesparenden Informationsübertragung zu widersprechen, da die einzelnen Zellen die gleichen Signale übermitteln. Die Forschenden konnten zeigen, dass die gemeinsame Aktivität der Zellen nicht zufällig auftritt, sondern dass bestimmte Zellengruppen dann gleichzeitig aktiv werden, wenn entweder sehr kontrastreiche Bilder ins Blickfeld kommen oder Bewegungen in bestimmte Richtungen beobachtet werden.
Die Erkenntnisse der Studie fließen direkt in die Entwicklung neuer Therapieansätze am kürzlich in Göttingen gegründeten Else Kröner Fresenius Zentrum für Optogenetische Therapien ein. Dabei sollen bei bestimmten Blindheitsformen lichtempfindliche Proteine in die Nervenzellen der Augen eingeschleust werden, um diese Zellen mit Licht zu aktivieren. „Die Ergebnisse helfen uns zu verstehen, welche Aktivitätsmuster der Zellen für das natürliche Erkennen bestimmter Seheindrücke notwendig sind. In der Therapieentwicklung wird dann das Ziel sein, diese Muster auf künstliche Weise zu erzeugen“, sagt Gollisch, der im neuen Zentrum mitarbeitet. Bereits in einigen Jahren sollen dazu entsprechende Studien mit Patientinnen und Patienten in Göttingen beginnen.
Quelle: Universitätsklinikum Göttingen