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Pressemeldung, 30.11.2017

Review
Das Rätsel des menschlichen Verhaltens
Neurowissenschaft muss ganzheitlicher werden

Das Rätsel

Ein Team von Hirnforschern blickt über die wissenschaftliche Routine hinaus – und fordert eine bessere Vernetzung in der eigenen Disziplin.

"Wenn wir verstehen wollen, wie das Zusammenspiel von Molekülen unser Verhalten prägt, müssen wir unseren bisherigen Forschungsansatz überdenken." So lautet das Fazit eines Übersichtsartikels, den ein Team von Hirnforschern in der Fachzeitschrift "The Neuroscientist" veröffentlicht hat. Sie fordern einen ganzheitlicheren Ansatz in der Neurowissenschaft.

Unter den Autoren sind auch zwei Mitglieder der Medizinischen Fakultät der RUB: Prof. Dr. Klaus Funke und Prof. Dr. Tobias Schmidt-Wilcke, der außerdem Mitglied des Sonderforschungsbereich 874 an der Ruhr-Universität Bochum ist.

Forschung auf verschiedenen Größen- und Komplexitätsskalen

Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler forschen auf vielen verschiedenen Ebenen: Einige zeichnen Hirnaktivierungen bei Tieren oder menschlichen Probanden auf, während diese bestimmte Aufgaben absolvieren; andere ergründen die Arbeitsweise von einzelnen Zellen oder sogar einzelnen Molekülen. Zwischen diesen groß- und kleinskaligen Forschungsansätzen gibt es zahlreiche andere Methoden, die wiederum andere, dazwischenliegende Komplexitätsgrade im Fokus haben, etwa Zellverbünde unterschiedlicher Größenordnung.

"Neurowissenschaftler müssen sich entlang dieser Komplexitätsskalen besser vernetzten und sich über ihre Erkenntnisse austauschen", fordert Tobias Schmidt-Wilcke. Die gewonnenen Ergebnisse dürften nicht einfach im enggesteckten Fachkollegenkreis verdunsten, sondern müssten gezielter "weitertransportiert" werden. Nur so könnten letztendlich alle Puzzlesteine zusammengefügt werden, um zu verstehen, wie Verhalten entsteht.

Der wichtigste hemmende Botenstoff im Gehirn

Die Autoren untermauern ihre Meinung anhand eines Beispiels: Sie setzen sich in dem Artikel mit dem Botenstoff Gamma-Amino-Buttersäure auseinander – dem wichtigsten hemmenden Botenstoff im zentralen Nervensystem. Vieles über die Nervenzellen, die Gamma-Amino-Buttersäure produzieren, ist bereits bekannt: ihr äußeres Erscheinungsbild, ihre Rezeptoren und ihr elektrochemisches Verhalten.

Forscher beackern das Feld aber auch am anderen Ende der Skala: Sie korrelieren zum Beispiel bestimmte Verhaltensweisen mit der Konzentration des Botenstoffs in einzelnen Gehirnbereichen, die etliche Millionen Nervenzellen enthalten.

Signale zeitlich abstimmen

Etwa ein Viertel der Nervenzellen (Neurone) im menschlichen Gehirn produzieren Gamma-Amino-Buttersäure. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Synchronisation von Zellaktivitäten. Die zeitliche Abstimmung ist wichtig, um Signale auf Ebene der Zellverbünde zu generieren. "Diese Signale sind wahrscheinlich das fehlende Bindeglied zwischen molekularer und zellulärer Ebene auf der einen Seite der Komplexitätsskala und Wahrnehmung und Kognition auf der anderen Seite", vermutet Schmidt-Wilcke.

"Die Herausforderung ist es, die hochspezialisierten Fachbereiche zusammenzubringen, die auf verschiedenen biologischen Größenskalen arbeiten", sagen die Autoren des Artikels. Sie tragen eine Reihe von Forschungsergebnissen zur Gamma-Amino-Buttersäure zusammen und leiten daraus künftige Forschungsfragen ab, die helfen könnten, die derzeit existierende Lücke zu schließen.

Förderung
Die Arbeit von Tobias Schmidt-Wilcke wird durch den Sonderforschungsbereich 874 unterstützt. Der interdisziplinäre Forscherverbund an der Ruhr-Universität Bochum wird seit 2010 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert und untersucht die Verarbeitung von Sinneseindrücken im Gehirn.

Originalveröffentlichung
T. Schmidt-Wilcke, E. Fuchs, K. Funke, A. Vlachos, F. Müller-Dahlhaus, N. A. J. Puts, R. E. Harris, R. A. E. Edden (2017): GABA – From Inhibition to Cognition: Emerging Concepts. The Neuroscientist. DOI: 10.1177/1073858417734530

Link zur Publikation: http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1073858417734530

Kontakt:
Prof. Tobias Schmidt-Wilcke
Institut für Klinische Neurowissenschaften und Medizinische Psychologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
E-Mail: Tobias.Schmidt-Wilcke@stmtk.de

Text: Judith Merkelt-Jedamzik, Julia Weiler

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