Orientierung im Raum: Die neu entdeckten Speed-Zellen im Gehirn messen unsere Geschwindigkeit

Mit einem Blick auf den Tacho wissen wir beim Autofahren, mit welcher Geschwindigkeit der Wagen auf der Straße unterwegs ist. Zwei Forscher, die Nobelpreisträger May-Britt und Edvard Moser, haben nun herausgefunden, dass auch der Körper über einen vergleichbaren Tacho verfügt.

Speed-Zellen zur Geschwindigkeitsmessung

In unserem Gehirn gibt es Zellen, die messen können, mit welcher Geschwindigkeit sich der Körper durch den Raum bewegt. Auf diese Weise wird die Arbeit der Orientierung erleichtert.

Ermittelt hat das Forscherehepaar diese Speed-Zellen durch einen Versuch mit Labortieren. Sie nahmen gesunde Ratten und setzten diese auf eine Art Laufband. Die Geschwindigkeit des Bandes konnte in vier Stufen geregelt werden:

1. sieben,
2. vierzehn,
3. einundzwanzig oder
4. achtundzwanzig

Zentimeter pro Sekunde. Die Tiere bewegten sich entsprechend dieser Geschwindigkeit. Um zu überprüfen, welche Vorgänge dabei im Gehirn der Ratten abliefen, wurde die Aktivität mittels Elektroden gemessen.

Die Forscher stellten dabei fest, dass die Nervenzellen im Hippocampus und im entorhinalen Cortex besonders aktiv wurden. Der Hippocampus spielt eine wichtige Rolle zur Bildung der Erinnerung und arbeitet dafür mit dem entorhinalen Cortex zusammen. Gemeinsam schaffen sie zudem eine Orientierung des Körpers im Raum.

Körpereigener Tacho

Während das Laufband seine Geschwindigkeit änderte, veränderten sich auch die Vorgänge in beiden Hirnarealen. Doch die Veränderungen betrafen jeweils nur ganz bestimmte Zellen. Je schneller die Bewegung der Tiere wurde, desto aktiver waren diese Speed-Zellen.

Mit der Verarbeitung visueller Reize beim Bewegen hatten die Zellen aber nichts zu tun, denn sie blieben auch dann gleich aktiv, wenn man das Licht ausschaltete und die Ratten im Dunkeln liefen. Es ist daher wahrscheinlich, dass die Speed-Zellen gleich einem Tacho messen, wie schnell die aktuelle Körperbewegung ist, um die Selbstwahrnehmung stabil zu halten.

Die Körperdynamik wird verarbeitet, damit im Gedächtnis zumindest ein grobes Bild davon entsteht, wie die Lage des Körpers im Raum ist. Laut der Forscher machen diese Speed-Zellen zehn Prozent der Zellem im Hippocampus und 15 Prozent der Zellen im entorhinalen Cortex aus.