Nervenzellen k?nnen den Puls im Gehirn fühlen

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UR-Forscherinnen der Fakult?t für Biologie und Vorklinische Medizin publizieren Studie in Science

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2. Februar 2024

Die Interozeption ist die Wahrnehmung k?rpereigener Signale – im Gegensatz zur Sinneswahrnehmung der Au?enwelt – und informiert so das Gehirn über den Zustand des K?rpers. Rhythmische k?rperliche Prozesse wie Atmung, Herzschlag oder das Pulsieren des Darms k?nnen dazu beitragen, die Gehirnaktivit?t zu organisieren. Es scheint tats?chlich so zu sein, dass die Art und Weise, wie wir denken und die Welt sehen, von unserem Herzschlag beeinflusst wird. Wir wissen schon seit einiger Zeit, dass der Blutdruck in der Aorta und im Herzen in druckempfindliche Sinneszellen übertragen wird. Jetzt haben Neurowissenschaftler*innen der Universit?t Regensburg spezifische Neuronen gefunden, die die durch den Herzschlag verursachten, rhythmischen Bewegungen der Blutgef??e im Gehirn direkt wahrnehmen und so den Puls im Gehirn fühlen k?nnen.?

?Das ganze Projekt begann mit einigen sehr seltsamen Beobachtungen in einem ganz anderen Projekt, bei dem die Aktivit?t in dem Teil des Gehirns untersucht wurde, der für den Geruchssinn zust?ndig ist – dem Riechkolben oder Bulbus olfactorius. Wir sahen andauernd mysteri?se oszillierende elektrische Signale. Es gab sowohl Hinweise auf nicht-biologische als auch auf biologische Ursachen für diese oszillierenden Signale, und mit jeder neuen Beobachtung wurden die Dinge noch r?tselhafter“, sagt Prof. Dr. Veronica Egger, Professorin für Neurophysiologie an der UR, die die Studie leitete. ?Schlie?lich stellte sich heraus, dass das Hirngewebe direkt auf den Rhythmus der Pumpe reagiert, die wir an ihm angebracht hatten, um es zu versorgen.“ bwin娱乐_bwin娱乐官网欢迎您@e peristaltische Pumpe verursacht Druckwellen in den Blutgef??en, die zuf?llig im Bereich der durch den Herzschlag verursachten Blutdruckschwankungen im Gehirn liegen. Die Forscher*innen haben den Ursprung der r?tselhaften Oszillationen in den sogenannten Mitralzellen, den Prinzipalneuronen des Bulbus, ausgemacht. Wenn diese Neuronen nun den Rhythmus des Pumpendrucks wahrnehmen und in ein elektrisches Signal umwandeln k?nnen, k?nnen sie dann auch den mit dem Herzschlag verbundenen Blutdruckpuls wahrnehmen? Mit anderen Worten: K?nnen sie den Puls im Gehirn fühlen?

Dr. Luna Jammal aus Eggers Team ermittelte, wie genau die durch die Pumpe erzeugten Druckwellen in elektrische Aktivit?t der Mitralzellen umgesetzt werden. Es stellte sich heraus, dass es spezielle Sensoren auf den Mitralzellen gibt, schnelle mechanosensitive Ionenkan?le, die die Zelle veranlassen, einen elektrischen Strom auszusenden, sobald sich der Druck um sie herum ?ndert. bwin娱乐_bwin娱乐官网欢迎您@e Sensoren k?nnen durch ein Vogelspinnengift ausgeschaltet werden – und tats?chlich h?rten die seltsamen Oszillationen auf, als das Gift eingesetzt wurde. Erst vor kurzem wurde diese Art von Sensoren erstmals beschrieben, was ihren Entdeckern 2021 den Nobelpreis einbrachte. Schlie?lich wiesen Dr. Sebastian Bitzenhofer und Prof. Ileana Hanganu-Opatz vom Universit?tsklinikum Hamburg-Eppendorf nach, dass diese Druckwahrnehmung im Gehirn von Tieren in Verbindung mit dem Herzschlag stattfindet, also nicht nur im isolierten Bulbus olfactorius.?

Es stellte sich heraus, dass diese Herzschlagsensoren über das gesamte Gehirn verteilt sind, und es ist nun klar, dass der Puls direkt im Gehirn wahrgenommen werden kann. Wozu eigentlich? ?Das wei? niemand“, sagt Dr. Luna Jammal. ?Eine M?glichkeit ist, dass der Herzschlag Einfluss darauf hat, wie man denkt und fühlt, und da die Sensoren direkt im Gehirn sitzen, kann sich der Herzschlag fast augenblicklich auf die Gedanken auswirken.“

Das Projekt wurde haupts?chlich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)?finanziert (EG135/7-1, EG135/12-1).

Originalpublikation?
Luna Jammal Salameh et al., ?Blood pressure pulsations modulate central neuronal activity via mechanosensitive ion channels”. Science 383, eadk8511(2024). DOI:10.1126/science.adk8511
www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.adk8511

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