Zellulären Rechenvorgängen auf der Spur

Lukas Groschner erhält Schilling Forschungspreis der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft 2023

Die Gehirne von Menschen und Tieren sind biologische Supercomputer aus unzähligen Nervenzellen. Die einzelnen Zellen empfangen, verarbeiten und senden unentwegt elektrische Signale und führen dabei Berechnungen durch. Lukas Groschner vom Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz erforscht an der Fruchtfliege Drosophila melanogaster, wie Nervenzellen diese arithmetischen Berechnungen ausführen. Dabei verknüpft er die Forschungsgebiete Biophysik, Neurobiologie und Verhaltensbiologie. Für seine Forschung erhält er den mit 20.000 € dotierten Schilling Forschungspreis der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft 2023.

Nervenzellen sind ständig auf Empfang – eine Vielzahl von elektrischen Signalen prasselt auf sie ein und muss verarbeitet werden. Dazu führen die Zellen mathematische Berechnungen, wie zum Beispiel Additionen oder Multiplikationen, durch. Die Ergebnisse leiten sie ihrerseits als Informationen an andere Zellen weiter. Durch die Zusammenarbeit vieler Nervenzellen können Lebewesen Sinneseindrücke verarbeiten und gelernte Verhaltensweisen ausführen. So finden sie sich in ihrer Umgebung zurecht, spüren Nahrung auf und entkommen Feinden.

In ihrer jüngsten Veröffentlichung beschrieben Lukas Groschner, Projektleiter in der Abteilung von Alexander Borst, und seine Kolleg*innen, wie bestimmte Nervenzellen im visuellen System der Fruchtfliege elektrische Signale miteinander multiplizieren. Die Multiplikation ist für das Bewegungssehen erforderlich, konnte bis vor kurzem aber nicht experimentell beobachtet werden. Den Wissenschaftler*innen gelang die Messung mithilfe von winzigen Elektroden. Dieser methodische Meilenstein ermöglichte es den Forschenden erstmals, die biophysikalischen Vorgänge bei der Multiplikation von Nervensignalen zu entschlüsseln.

Die Neurowissenschaftliche Gesellschaft würdigt diese und die vorangegangene Forschung von Lukas Groschner zu Rechenoperationen in einzelnen Nervenzellen nun mit dem Schilling Forschungspreis. Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft.

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