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Göttingen - Buffalo

Deutsch - US-amerikanische Kooperation in Computational Neuroscience

"Somatische Natrium-Kanäle und zeitliche Präzision der Aktionspotentiale"

Nervenzellen tauschen Informationen durch elektrische Impulse (Aktionspotentiale) aus. Welche Eingangssignale ein Aktionspotential auszulösen können legt fest, welche Informationen die Nervenzelle weitergeben kann. ln der Regel breiten sich Aktionspotentiale nicht nur zu nachgeschalteten Zellen aus, sondern auch zurück zum Zellkörper.

Lediglich bei drei Zelltypen strahlt das Aktionspotentialen nicht in den Zellkörper aus. Diese Zellen verarbeiten zeitliche Information im Schallsignal und sind in der Lage, Aktionspotentiale zeitlich extrem präzise auszulösen. Unklar ist, ob fehlende Ausbreitung des Aktionspotentials in den Zellkörper und hohe zeitliche Präzision einander bedingen. Zwei Labore in den USA und ein Labor in Deutschland bearbeiten diese Frage gemeinsam. Sie untersuchen die spezialisierten Proteine, die Aktionspotentiale auslösen (Natriumkanäle) elektrophysiologisch. Die gewonnenen Informationen werden genutzt, um diesen Zellen virtuelle Natriumkanäle zu vermitteln, wo sie eigentlich fehlen. Dadurch breiten sich Aktionspotentiale auch in den Zellkörper aus.Obwohl das Projekt selbst auf einen Sonderfall fokussiert, wird durch die vergleichende Untersuchung zum Normalfall auch klar werden wo die physikalischen Grenzen "gewöhnlicher" Neuronen liegen.

Mit diesen Messungen und begleitenden theoretischen Studien wird man besser verstehen, wie unser Gehirn Signale mit hoher zeitlicher Präzision verarbeiten kann. Das im Projekt entwickelte Programm für die Vermittlung virtueller Kanäle wird anderen Forschern frei zur Verfügung stehen.

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Andreas Neef, Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Göttingen
  • Matthew Xu-Friedman, Dept. Biological Sciences, University at Buffalo, State University of New York, Buffalo, NY, USA
  • Bina Ramamurthy, Dept. Computer Science and Engineering, University at Buffalo, State University of New York, Buffalo, NY, USA

 

Deutscher Koordinator:

Dr. Andreas Neef
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation      
Theoretische Neurophysik
Am Faßberg 17
Raum 1.28
37077 Göttingen

Tel.: +49-(0)551-5176-424
E-mail: aneef@gwdg.de

 

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