Forscher entdecken, wie Nervenzellen im Gehirn von Fledermäusen auf ihre Umgebung und soziale Interaktionen mit anderen Fledermäusen reagieren

Forscher haben herausgefunden, dass Nervenzellen in der Hippocampus-Region des Gehirns komplexe Informationen über viele Merkmale anderer Personen kodieren, die derselben sozialen Gruppe angehören.

Die an Fledermäusen durchgeführte Arbeit ist die erste, die dies an einer großen gemischten Gruppe wilder und sozialer Tiere demonstriert. Sie sind wichtig, weil sie Aufschluss darüber geben, wie das Gehirn funktioniert und Denkprozesse und Verhaltensweisen hervorrufen.

Professor Nachum Ulanovsky, Direktor des Zentrums für Lernen, Gedächtnis und Kognition am Weizmann-Institut für Wissenschaften in Rehovot, Israel, hat zahlreiche Studien zur Funktionsweise von Fledermausgehirnen veröffentlicht. In seinem Vortrag auf dem Forum 2024 der Federation of European Neuroscience Societies (FENS) beschrieb er frühere Studien darüber, wie Fledermäuse navigieren, lernen und sich Details der Räume, in denen sie fliegen, merken und wie sie sozial interagieren.

In seiner neuen Studie untersucht er genauer, wie Nervenzellen (Neuronen) in einer bestimmten Region des Hippocampus, die für das Gedächtnis und das räumliche Verständnis verantwortlich sind, eine viel komplexere Rolle spielen. Er glaubt, dass aufgrund der großen Ähnlichkeit des Fledermaus-Hippocampus mit dem menschlichen Hippocampus in Zukunft ähnliche Erkenntnisse auch beim Menschen entdeckt werden.

„Unser Gehirn macht uns zu dem, was wir sind. Unser Verhalten, unsere Emotionen, unsere Gedanken, unsere Erinnerungen, unsere Erfolge und Misserfolge werden alle von unserem Gehirn bestimmt. Es ist also eine faszinierende Frage: Wie funktioniert das Gehirn? Wie erzeugt das Gehirn es.“ Verhalten und Wissen? Um dieses Problem im Detail anzugehen, müssen wir die Aktivität einzelner Neuronen – der grundlegenden operativen Einheiten des Gehirns – aufzeichnen, während Menschen oder Tiere verschiedene Verhaltensweisen und Aufgaben ausführen beim Menschen, was bei Tieren technisch einfacher ist als beim Menschen. Deshalb ist die Aufzeichnung der Aktivität einzelner Neuronen, die sich verhalten, für das Verständnis des Gehirns von entscheidender Bedeutung.

Professor Oulanovsky und seine Kollegen haben in ihrem Labor eine „Fledermaushöhle“ für Kolonien wilder Ägyptischer Flughunde angelegt, die sehr soziale Säugetiere sind. Jede Gruppe bestand aus fünf bis zehn Fledermäusen mit etwa gleichen Anteilen an Männchen und Weibchen. Die Fledermaushöhle hatte die Maße 2,7 x 2,3 x 2,6 Meter und war mit großen und kleinen Netzen ausgestattet, zwischen denen die Fledermäuse fliegen konnten. Die Fledermäuse kannten sich, lebten mehrere Monate zusammen in der Fledermaushöhle und konnten frei fliegen und miteinander interagieren.

Die Forscher befestigten an jeder Fledermaus winzige drahtlose Elektrophysiologiesysteme, die die elektrische Aktivität von Neuronen im Gehirn der Fledermäuse bei natürlichen Verhaltensweisen wie Flug, Navigation und sozialen Interaktionen aufzeichneten. Die Fledermäuse wurden außerdem markiert und mit einem Barcode versehen, sodass Forscher ihren Standort und ihre Identität in 3D verfolgen konnten. Die Forscher nutzten Videokameras, um die Kopfrichtungen und sozialen Interaktionen der Fledermäuse aufzuzeichnen, während sie an den Netzen hingen.

Professor Ulanovsky sagte: „Wir haben eine ganze Reihe sehr starker sozialer Signale im Hippocampus entdeckt. Wir fanden heraus, dass Hippocampus-Neuronen die Positionen und Identitäten mehrerer anderer Fledermäuse repräsentierten und so eine sozialräumliche Darstellung, d. h. die kodierten Neuronen, schufen. wer war wo. Darüber hinaus repräsentierten diese Neuronen sehr wichtige soziale Faktoren wie das Geschlecht der anderen Fledermaus, ihren Platz in der Dominanzhierarchie (ist sie eine dominante oder untergeordnete Fledermaus?), ihre soziale Zugehörigkeit (ist eine andere Fledermaus mein Freund oder nicht?) und stellten auch spezifische Formen sozialer Interaktion dar.

„Diese Studie legt nahe, dass der Hippocampus über die klassischen Rollen des Hippocampus bei der Darstellung von Erinnerung und Raum hinaus eine zusätzliche Rolle bei der sozialen Verarbeitung spielen könnte. Insbesondere könnte er diese drei Aspekte – Soziales, Raum und Erinnerung – zu einem Ganzen verbinden.“ Darstellung sozialräumlicher Erinnerungen.

„Die Gehirnforschung konzentriert sich typischerweise auf das Verhalten einzelner Tiere und Menschen, und wenn soziale Verhaltensweisen untersucht werden, werden sie normalerweise an Tierpaaren untersucht, die sozial interagieren. Aber an vielen unserer sozialen Verhaltensweisen sind von Natur aus mehrere Individuen beteiligt: ​​Denken Sie an Ihre Klasse, Ihre.“ Familienessen, die letzte Party, auf der Sie waren, oder das letzte Fußballspiel, das Sie gesehen haben. Dies alles sind soziale Verhaltensweisen in der Gruppe. Bis heute gibt es jedoch nur sehr wenige Studien zur neuronalen Aktivität im Gehirn von Tieren in der sozialen Gruppeninteraktion Insbesondere zum Hippocampus gab es nur sehr wenige derartige Studien.

Er hält es für wichtig, die Gehirne von Tieren zu untersuchen, die sich auf natürliche Weise und in sozialen Gruppen verhalten, und nicht nur bei kontrollierten Verhaltensweisen, die normalerweise in der Gehirnforschung verwendet werden, da die Ergebnisse unterschiedlich sein können.

„Ich habe vor, das Gehirn bei zunehmend naturalistischem Verhalten, sowohl im sozialen als auch im Navigationsbereich, weiter zu untersuchen. Der Fledermaus-Hippocampus und seine Verbindungen sind vom Aufbau her dem menschlichen Hippocampus sehr ähnlich. Ich erwarte daher, dass in Zukunft ähnliche Ergebnisse beim Menschen entdeckt werden“, schließt er.

Professor Richard Roche, stellvertretender Leiter der Psychologieabteilung der Maynooth University, County Kildare, Irland, ist Vorsitzender des FENS-Kommunikationsausschusses und war nicht an der Studie beteiligt. Er sagte: „Wenn wir die Mechanismen verstehen können, die dazu beitragen, wer wir sind, wo wir sind, unsere Charaktere, unsere Motivationen, unsere Emotionen, unser Denken und vieles mehr, dann können wir beginnen herauszufinden, was anders ist, wenn wir an Störungen leiden.“ wie Depressionen, Angstzustände, Autismus oder andere Störungen, die mit dem Verhalten unseres Gehirns zusammenhängen. »

„Diese faszinierende Arbeit von Professor Ulanovsky zeigt, wie einzelne Neuronen im Hippocampus wichtige Informationen über die Umgebung, in der diese Fledermäuse leben, und über andere Fledermäuse in ihren sozialen Gruppen kodieren. Dies gibt uns Hinweise darauf, wonach wir suchen und wo wir suchen müssen, wenn wir.“ Studieren Sie dies am Menschen.