Nobelpreis für Medizin geht an Psychologen

Der US-amerikanisch-britische Forscher John O'Keefe und das norwegische Ehepaar May-Britt und Edvard I. Moser erhalten den diesjährigen Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Arbeiten rund um das Positionierungssystem des Gehirns.

Woher wissen wir, wo wir sind? Wie finden wir den Weg von einem Ort zum anderen? Und wie speichern wir diese Information, damit wir den gleichen Weg noch einmal finden? Die in diesem Jahr von der Nobelversammlung am Karolinska Institutet für den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgewählten Wissenschaftler sind genau diesen Fragen nachgegangen. Sie entdeckten Zellen, die im Gehirn eine Art Positionierungssystem, ein „inneres GPS“ bilden und uns ermöglichen, uns im Raum zu orientieren – ein Nachweis für die zelluläre Grundlage einer höheren kognitiven Funktion.

Kognitive Karten auf zellulärer Ebene

Bereits 1971 beschrieb der Psychologe John O'Keefe eine erste Komponente des Positionsbestimmungssystems: Er fand heraus, dass bestimmte Nervenzellen im Hippocampus einer Ratte immer genau dann aktiv waren, wenn diese sich an einem entsprechenden Ort im Raum befand. O'Keefe schloss daraus, dass diese „Ortszellen“ (place cells) eine Art Karte des jeweiligen Raumes bilden. Eine bestimmte Umgebung wird folglich in Form einer spezifischen Kombination von „Ortszell“-Aktivitäten im Hippocampus abgespeichert.

Mehr als drei Jahrzehnte später, im Jahr 2005, entdeckten die Psychologen May-Britt und Edvard I. Moser eine weitere Schlüsselkomponente des „inneren GPS“: Sie identifizierten eine andere Art von Nervenzellen, die sie „Gitterzellen“ (grid cells) nannten. Diese liegen in einer mit dem Hippocampus verknüpften Hirnregion, dem entorhinalen Kortex, und bilden zusammen eine Art Koordinatensystem. Das norwegische Ehepaar konnte zeigen, wie das Zusammenspiel von „Orts“- und „Gitterzellen“ die präzise Positionierung und das Navigieren im Raum möglich macht – und wies damit die zelluläre Basis der kognitiven Karten nach.

Auch im menschlichen Hirn vorhanden

In neueren Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass „Orts“- und „Gitterzellen“ auch im menschlichen Gehirn existieren. Bei Alzheimer-Patienten sind Hippocampus und auch der entorhinale Kortex oft schon sehr früh geschädigt – ein Grund dafür, dass die Betroffenen sich schlecht orientieren können und verlaufen. Die Studien von John O'Keefe sowie May-Britt und Edvard I. Moser halfen nicht nur, den verheerenden räumlichen Gedächtnisverlust dieser Menschen zu verstehen, sie führten auch zu einem generellen Paradigmenwechsel im Verständnis kognitiver Funktionen.

 
Wichtige Veröffentlichungen

O'Keefe, J. & Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely‐moving rat. Brain Research, 34, 171-175.

O´Keefe, J. (1976). Place units in the hippocampus of the freely moving rat. Experimental Neurology, 51, 78-109.

Fyhn, M., Molden, S., Witter, M. P., Moser, E. I. & Moser, M. B. (2004). Spatial representation in the entorhinal cortex. Science, 305, 1258-1264.

Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M. B. & Moser, E. I. (2005). Microstructure of spatial map in the entorhinal cortex. Nature, 436, 801-806.

Sargolini, F., Fyhn, M., Hafting, T., McNaughton, B. L., Witter, M. P., Moser, M. B. & Moser, E. I. (2006). Conjunctive representation of position, direction, and velocity in the entorhinal cortex. Science, 312, 758-762.

 

13. Oktober 2014
Quelle: Nobelprize.org
Foto © Nobel Media AB 2013 – Alexander Mahmoud