Februar 29, 2024

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GPS des Gehirns: Marmoset Gaze enthüllt neue Erkenntnisse in der räumlichen Navigation

GPS des Gehirns: Marmoset Gaze enthüllt neue Erkenntnisse in der räumlichen Navigation

Zusammenfassung: Die Forscher fanden heraus, dass der Affe, ein tagaktiver Primat, seine Umgebung anders navigiert als zuvor untersuchte Mäuse, was seine einzigartigen Umweltanpassungen widerspiegelt.

Schneckenaffen nutzen visuelle Hinweise, verlassen sich im Stillstand auf schnelle Blickwechsel und reduzieren ihre Kopfbewegungen beim Hüpfen. Im Gegensatz dazu verwenden Mäuse langsame Kopfbewegungen und die taktile Erkundung der Schnurrhaare.

Auf zellulärer Ebene zeigen die Hippocampusregionen des Orang-Utans eine Selektivität für die 3D-Ansicht und die Kopfausrichtung, was darauf hindeutet, dass der Blick und nicht der Ort der Schlüssel zur räumlichen Navigation ist.

Wichtige Fakten:

  1. Mäuse und Ratten nutzen unterschiedliche Strategien, um ihre Umwelt zu erkunden, was ihre unterschiedlichen ökologischen Nischen widerspiegelt. Weißbüschelaffen verlassen sich stark auf visuelle Hinweise und minimieren Kopfbewegungen beim Navigieren.
  2. In den Hippocampus-Regionen von Affen beobachteten die Forscher eine Selektivität für 3D-Ansicht und Kopforientierung, was auf eine „blickbasierte“ räumliche Mobilität schließen lässt, im Gegensatz zur „ortsbasierten“ Navigation, die bei Ratten beobachtet wurde.
  3. Im Gegensatz zu Ratten fehlen Weißbüschelaffen während der Fortbewegung rhythmische Theta-Schwingungen. Stattdessen zeigen sie das Zurücksetzen von Theta-Oszillationen, ausgelöst durch Kopf-Blick-Verschiebungen, die mit der Aktivierung von Interneuronen zusammenfallen.

Quelle: Neurowissenschaftliche Nachrichten

In einer neuen Studie haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der Affe (Orang-Utan), ein Primat, der für seine einzigartige Tagessicht bekannt ist, seine Welt auf völlig andere Weise navigiert als zuvor untersuchte Ratten.

Die Forschung unterstreicht die Rolle des Hippocampus – oft wie das GPS des Gehirns – bei der räumlichen Navigation.

Im Gegensatz zu Ratten verwenden Seeaffen im Stillstand eine visuelle Erkundungsstrategie und bewegen sich durch Reduzierung der Kopfbewegungen auf Ziele zu. Sie verlassen sich auf schnelle Kopf-Blick-Drehungen, um ihre Umgebung zu erkunden, was einen interessanten Kontrast zu den langsamen Kopfbewegungen der Mäuse und den taktilen Erkundungen der Schnurrhaare darstellt.

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Im Gegensatz zu Ratten verwenden Seeaffen im Stillstand eine visuelle Erkundungsstrategie und bewegen sich durch Reduzierung der Kopfbewegungen auf Ziele zu. Bildnachweis: Neuroscience News

„Wir sehen, dass Erkundungs- und Navigationsstrategien die Anpassung jeder Art an ihre ökologische Nische widerspiegeln“, erklärten die Forscher. „Für die Affen entspricht die Abhängigkeit von visuellen Hinweisen ihrem normalen Verhalten während des Tages.“

Auf zellulärer Ebene werden die Unterschiede deutlicher. Die CA3/CA1-Hippocampusregionen von Weißbüschelaffen zeigen in geringerem Maße eine Selektivität für 3D-Ansicht, Kopfausrichtung und Position.

Dies scheint sich auf Kombinationen dieser Varianten zu beziehen, was darauf hindeutet, dass Affen das Starren hauptsächlich zur räumlichen Navigation nutzen.

Im Gegensatz zu Ratten fehlen Affen während der Fortbewegung die rhythmischen Theta-Schwingungen lokaler Feldpotentiale. Stattdessen zeigen sie einen Reset der Theta-Oszillationen, der durch Kopf-Blick-Verschiebungen verursacht wird.

Dieser Reset fällt mit der Aktivierung von Interneuronen zusammen, gefolgt von verschiedenen Veränderungen der Pyramidenzellaktivität.

Dieser Unterschied in der Fortbewegung des jungen Affen gegenüber dem Rattenmodell spiegelt die distalen Wahrnehmungsfähigkeiten der Anpassungen des Orang-Utans an das Tagessehen wider. Die Ergebnisse führten dazu, dass die Forscher den Hippocampus des Weißbüschelaffen als GPS-System betrachteten, wobei das „G“ für Starre steht.

Diese faszinierende Studie öffnet nicht nur die Tür zu einem tieferen Verständnis der räumlichen Navigation zwischen Arten, sondern könnte auch zu Fortschritten bei der Untersuchung der menschlichen Gehirnfunktion und Fortbewegung führen.

Über diese Forschung in Neuroscience News

Autor: Neurowissenschaftliche Nachrichtenkommunikation
Quelle: Neurowissenschaftliche Nachrichten
Kommunikation: Neurowissenschaftliche Nachrichtenkommunikation – Neurowissenschaftliche Nachrichten
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Geschlossener Zugang.
Der Hippocampus des Orang-Utan-Affen ist GPS, aber G steht für BlickGeschrieben von Diego B. Pisa et al. reinsicher


eine Zusammenfassung

Der Hippocampus des Orang-Utan-Affen ist GPS, aber G steht für Blick

Der Hippocampus von Säugetieren wurde mit einem globalen Positionierungssystem (GPS) verglichen, das eine räumliche Navigation ermöglicht. Diese Idee wurde hauptsächlich aus Studien an nachtaktiven Säugetieren wie Mäusen abgeleitet; denen im Vergleich zu tagaktiven Primaten viele Anpassungen an das Tagessehen fehlen.

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Hier zeigen wir, dass der Gemeine Affe, ein neotropischer Tagesorganismus mit reinem stereoskopischem Farbsehen, bei der Nahrungssuche in einem 3D-Labyrinth im Stillstand überwiegend schnelle Kopf-Blick-Wechsel nutzt, um seine Umgebung visuell zu erkunden, und sich dann auf Ziele zubewegt, die Kopfbewegungen minimieren. . Mäuse hingegen bewegen beim Hüpfen ihren Kopf mit geringer Geschwindigkeit, um mithilfe ihrer Schnurrhaare die Umgebung zu erkunden.

Diese Unterschiede in den Erkundungs- und Navigationsstrategien spiegeln sensorische Anpassungen beider Arten an ihre ökologische Umgebung wider. Mutmaßliche Pyramidenneuronen im CA3/CA1-Hippocampus des Affen zeigen Selektivität für die 3D-Ansicht und Kopfausrichtung und weniger für Räumlichkeit, sondern hauptsächlich für Kombinationen dieser Variablen.

Innere inhibitorische Neuronen sind auf die Winkelgeschwindigkeit des Kopfes und die 3D-Translationsgeschwindigkeit abgestimmt, wobei die meisten Zellen eine gemischte Selektivität für beide Variablen aufweisen.

Schnecken fehlen die rhythmischen Theta-Oszillationen lokaler Feldpotentiale, die während der Fortbewegung bei Mäusen auftreten. Stattdessen zeigten sie ein Zurücksetzen der Theta-Oszillationen, ausgelöst durch Kopf-Blick-Verschiebungen, die gleichzeitig mit der Aktivierung von Interneuronen auftraten, gefolgt von verschiedenen Veränderungen der Pyramidenzellaktivität.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die visuellen Erkundungs-/Navigationsstrategien der Weißbüschelaffen und die ihnen zugrunde liegenden Hippocampus-Spezialisierungen von denen unterscheiden, die bei Mäusen beobachtet wurden, was die distalen Wahrnehmungsfähigkeiten der Weißbüschelaffen an die Tagessicht widerspiegelt. Somit kann der Hippocampus des Affen als GPS betrachtet werden, aber G steht für Starren.