Posted in: Biologie, Sport 22. Januar 2013 10:16 Weiter lesen →

Laufen verändert Mäusehirne

Grafik zeigt grobes 3D-Modell des Mäusehirns, farblich unterteilt Eine bemerkenswerte Verbindung zwischen Verhalten und Gehirnstruktur haben amerikanische Forscher gefunden. Bei Mäusen, die im Rahmen eines Langzeitexperiments zur künstlichen Evolution immer lauffreudiger geworden sind, haben sich nicht nur der Knochenbau und der Stoffwechsel verändert. Auch ein Teil des Hirnstamms ist mittlerweile deutlich größer als üblich.

Grafik: Garland Lab, UC Riverside

Über die Hintergründe dieses Effekt könne man derzeit nur spekulieren, räumen die Forscher um Theodore Garland von der University of California in Riverside ein. In dem betreffenden Hirnabschnitt, dem Mittelhirn, lägen allerdings wichtige Zentren der Bewegungskontrolle und des Belohnungssystems, schreiben die Wissenschaftler im „Journal of Experimental Biology“.

Seit beinahe 20 Jahren läuft in Garlands Labor ein Experiment mit Hausmäusen ab. Alle Tiere werden unter identischen Bedingungen gehalten und können nach Belieben große Laufräder mit Umdrehungszählern nutzen. Doch während in einigen Gruppen die Fortpflanzung nach dem Zufallsprinzip erfolgt, dürfen in anderen Gruppen nur die lauffreudigsten Männchen und Weibchen für Nachwuchs sorgen. Nach inzwischen mehr als 60 Generationen gezielter Auslese legen die Laufmäuse im Wochenschnitt fast 3-mal so viel Strecke zurück wie die Kontrollmäuse – und das mit höherer Geschwindigkeit.

Dieser Verhaltensunterschied spiegelt sich spätestens seit der 39. Generation auch im Bau des Gehirns wider, fanden Garland und Kollegen nun. Die Laufmäuse besitzen demnach einige Prozent mehr Gehirnmasse als ihre Artgenossen. Allerdings betrifft der Zuwachs nicht etwa das Kleinhirn als Zentrale für die Steuerung und Koordination von Bewegungsabläufen. Die Kernspinaufnahmen der Forscher zeigten vielmehr, dass das Volumen des Mittelhirns um rund 13 Prozent gewachsen ist.


Video: Garland Lab, UC Riverside

Das Mittelhirn stellt den obersten Abschnitt des Hirnstamms und ist eine wichtige Umschaltstation für Nervensignale aus den Sinnesorganen, etwa aus den Ohren. Gleichzeitig finden sich hier Kerne für die Feinsteuerung und Glättung von Bewegungsabläufen, wie sie etwa bei Parkinson-Patienten beeinträchtigt sind. Daneben beherbergt das Mittelhirn wichtige Komponenten des gehirneigenen Dopamin-Belohnungssystems. Entsprechend könnte die beobachtete Größenveränderung mit der Bewegungskontrolle in Verbindung stehen, spekulieren die Forscher, ebenso gut aber auch mit der Freude am Laufen.

Forschung: Erik M. Kolb, Enrico L. Rezende und Theodore Garland, Department of Biology, University of California, Riverside; und andere

Veröffentlichung Journal of Experimental Biology, Vol. 216, pp 515–23, DOI 10.1242/jeb.076000

WWW:
Theodore Garland, UC Riverside
The Pleasure Centres

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1 Kommentar zu "Laufen verändert Mäusehirne"

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  1. meine sportart sagt:

    Höchst interessant, und mal gucken was dieses Experiment noch mit sich bringt.