Das GPS im Gehirn

Gewinner des diesjährigen Medizin-Nobelpreises sind John O’Keefe aus England sowie das norwegische Forscher-Ehepaar May-Britt und Edvard Moser. Sie erhalten ihn für die Entdeckung von Gehirnzellen, die uns beim Orientieren und Navigieren helfen.

Woher wissen wir, wo wir gerade sind? Wie navigieren wir zu anderen Orten und wie speichern wir diese Informationen, damit wir denselben Weg auch das nächste Mal wieder finden? Für die Entdeckung der Gehirn-Schaltkreise, die uns beim räumlichen Orientieren helfen, wurde der diesjährige Medizin-Nobelpreis verliehen. Die Hälfte des Preisgeldes geht an John O’Keefe vom University College in London.

Die andere Hälfte teilt sich das norwegische Forscher-Ehepaar May-Britt und Edvard Moser, das in Trondheim das Kavli Institut für systemische Neurowissenschaften leitet und an der Technisch-Naturwissenschaftliche Universität Norwegens lehrt.

John O’Keefe entdeckte 1971 im Gehirn von Ratten die erste Komponente des inneren Orientierungssystems. Im Hippocampus der Nager waren bestimmte Zellen immer dann aktiv, wenn sich die Tiere an einer bestimmten Position im Raum befanden. Jeder Aufenthaltsort hatte seine eigenen aktiven Zellen. O’Keefe nannte sie Ortszellen und folgerte, dass jede Umgebung durch ein bestimmtes Zell-Kollektiv kartiert wird. Auf diese Wiese speichert das Gehirn viele verschiedene Orte mit ihren eigenen Karten ab.

Mehr als 30 Jahre später klärten May-Britt und Edvard Moser ebenfalls in Ratten-Versuchen auf, wie sich das Gehirn feste Koordinaten merkt und mit ihrer Hilfe von Ort zu Ort navigiert. Dafür ist ein zweiter Zelltyp in einem benachbarten Gehirn-Areal verantwortlich.

Diese sogenannten Gitterzellen werden immer dann aktiviert, wenn die Tiere bestimmte Orte passieren. Zusammen mit den Ortszellen und weiteren Gehirn-Bereichen, die wissen, in welche Richtung der Kopf zeigt und wo sich die Grenzen des Raums befinden, ergeben sie die Schaltkreise für eine Art inneres GPS-System.

Beide Zelltypen wurden inzwischen auch im menschlichen Gehirn gefunden. Aktuelle Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass bei Krankheiten wie Alzheimer Teile dieser Schaltkreise betroffen sind. Deshalb verlieren die Patienten zunehmend die Fähigkeit, sich zu orientieren und ihre Umgebung wiederzuerkennen. (vsz)