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Wissenschaftler des Instituts für Neurophysiologie und Pathophysiologie am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) haben erstmals gezeigt, dass die Verlagerung von Aufmerksamkeit mit einer Veränderung der Kommunikation zwischen weit auseinander liegenden Hirnbereichen einhergeht. Eine gemeinsam mit Forschern des F.C. Donders Center in Nijmegen, Niederlande, durchgeführte Studie liefert einen vollkommen neuen Ansatz zum Verständnis der neuronalen Funktionen, die der Aufmerksamkeit zugrunde liegen. Zugleichen belegen die Wissenschaftler erstmals am Menschen die Rolle neuronaler Synchronisationsprozesse zwischen verschiedenen Hirnregionen.
Aus den Ergebnissen lassen sich aus Sicht der Forscher neue Ansätze ableiten, um Aufmerksamkeitsstörungen zu behandeln und die Wirksamkeit entsprechender Therapien auf der Basis physiologischer Kriterien zu beurteilen. Die Ergebnisse der Studie unter Beteiligung der UKE-Wissenschaftler Dr. Markus Siegel, Dr. Tobias H. Donner und Prof. Dr. Andreas K. Engel erscheinen heute in der Zeitschrift "Neuron" (Neuron, Band 60).
Aufmerksamkeit ist ein außerordentlich wichtiger Prozess, der zur Verbesserung der Verarbeitung von Sinnesreizen führt und damit die Auswahl relevanter Umweltreize ermöglicht, während unwichtige Reize vom Gehirn unterdrückt werden. Störungen dieses Prozesses treten bei vielen neurologischen und psychiatrischen Krankheitsbildern auf, was zu starken Beeinträchtigungen der Betroffenen führen kann. Solche Störungen sind beispielsweise bei Patienten mit Schizophrenie oder bei Kindern mit dem sog. Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom (ADHS) bekannt. Klassische Modelle zu den Hirnmechanismen der Aufmerksamkeit gehen davon aus, dass Aufmerksamkeit zu einer Verstärkung neuronaler Antworten für beachtete Reize führt, während die neuronalen Signale für Reize außerhalb des Aufmerksamkeitsfokus unterdrückt werden. Eine neuere Theorie besagt demgegenüber, dass dieser Selektion relevanter Reize eine Veränderung der Synchronisation neuronaler Aktivität in den zuständigen Hirnbereichen zugrunde liegt. Diese Theorie wird durch die neue Studie gestützt.
In der Studie der UKE-Wissenschaftler wurde ein nicht-invasives Messverfahren angewendet, die sogenannte Magnetoenzephalografie (MEG), mit der äußerst schwache magnetische Felder erfasst werden können, die während der Aktivierung des Gehirns entstehen. Mit Hilfe dieser Methode untersuchten die Wissenschaftler, ob es zu messbaren Veränderungen der Synchronisation im Gehirn der Versuchspersonen kommt, wenn diese ihre Aufmerksamkeit einem Reiz zuwenden. Um zu ermitteln, welche Hirnregionen hierbei beteiligt sind, wendeten die Wissenschaftler ein Analyseverfahren an, das im technischen Bereich bei Anwendungen zur Ortung von Quellen in Wellenfeldern (z.B. Radar- oder Schallwellen) genutzt wird. Diese als "Beamforming" bezeichnete Methode wird seit kurzem auch dazu eingesetzt, um Quellen neuronaler Aktivität am lebenden Gehirn zu lokalisieren.
Ansprechpartner für Rückfragen: Prof. Dr. Andreas K. Engel, tel.: 040-42803-6170, email: ak.engel@uke.de
Criteria of this press release:
Medicine
regional
Research results, Scientific Publications
German
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