Ein künstlicher Dirigent

News: Ein künstlicher Dirigent

Alle Tiere besitzen sogenannte zentrale Mustergeneratoren - neuronale Schaltkreise, die rhythmische Bewegungen wie Laufen, Atmen und die Verdauung steuern. Sie generieren oszillierende elektrische Signale, die rhythmische Muskelkontraktionen auslösen. Eine sogenannte Schrittmacherzelle gibt den Takt des Systems vor. Amerikanische Wissenschaftler ersetzten bei einer Languste den Dirigenten des Netzes durch einen künstlichen Schaltkreis. Und siehe da: Gehorsam nahmen die Nervenzellen den Rhythmus wieder auf.

Das stomatogastrische Ganglion der kalifornischen Langustenart Panulirus interruptus umfaßt 14 Neuronen, welche die Muskeln des Verdauungstraktes anspannen und wieder entspannen. Den Systemtakt bestimmt eine sogenannte Schrittmacherzelle. Ohne sie beginnt das Netz zu stottern und sendet unregelmäßige Signale.

Die Arbeitsgruppe um Henry Abarbanel und Misha Rabinovich von der University of California in San Diego präparierte dieses Ganglion heraus und tötete die Schrittmacherzelle ab, während das restliche Netz intakt blieb. Anschließend verbanden die Forscher eine der überlebenden Nervenzellen über eine Mikroelektrode mit einem einfachen elektrischen Schaltkreis. Die künstliche Nervenzelle sendete ein oszillierendes Signal an das neuronale Netz, das daraufhin wieder sein regelmäßiges Aktivitätsmuster aufnahm, berichteten die Forscher am 27. Oktober 1999 auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience in Miami Beach.

Vielleicht können die Resultate als zukunftsweisendes Modell dienen für die Therapie von Menschen, bei denen die zentralen Mustergeneratoren geschädigt wurden – zum Beispiel jene, die am Laufen beteiligt sind. Ronald Harris-Warrick von der Cornell University in Ithaca, New York, ist von den Ergebnissen begeistert. Bis zu einer Anwendung in der Medizin sei es jedoch noch ein weiter Weg, meint er.

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