Es ist ein Rätsel, das wir alle erleben, ohne es wirklich zu verstehen. Wie gibt unser Gehirn unserem Körper den Befehl, sich zu bewegen?
Die Antwort könnte in der spontanen Aktivität unserer Neuronen liegen, deren Langsamkeit Forscher fasziniert.
Seit den 1960er Jahren beobachten Neurowissenschaftler einen allmählichen Anstieg der Gehirnaktivität unmittelbar vor einer spontanen Bewegung. Doch die Herkunft dieser Aktivität blieb lange unklar. Eine Entdeckung eines Teams des Brain Institute an der Chapman University bringt neue Erkenntnisse.
Durch die Simulation spontaner Aktivität neuronaler Netzwerke verglichen die Forscher diese Daten mit den Aufzeichnungen menschlicher Gehirne in Aktion. Sie stellten fest, dass Interaktionen zwischen Neuronen, die auf den ersten Blick schnell und ungeordnet erscheinen, letztlich eine langsame großflächige Fluktuation erzeugen.
Diese langsame Fluktuation könnte der Schlüssel sein. Die Forscher erklären, dass sie es ermöglicht, eine Schwelle zu überschreiten und so Bewegung auszulösen. Eine Verzögerung von 1 bis 2 Sekunden scheint erforderlich zu sein zwischen dem Beginn der Fluktuation und dem Erreichen der Schwelle, die zur tatsächlichen Bewegung führt. Diese Entdeckung wirft ein neues Licht auf das Phänomen der neuronalen Vorbereitung.
Noch faszinierender ist, dass dieses langsame Ansteigen der Aktivität sich nicht nur auf physische Handlungen beschränkt. Es ist auch bei anderen spontanen Prozessen wie Kreativität oder Gedächtnis vorhanden.
So scheint die Überschreitung dieser neuronalen Schwelle ein grundlegendes Phänomen in verschiedenen menschlichen Verhaltensweisen zu sein, die weit über einfache Bewegungen hinausgehen. Die Forschung geht weiter, um diese verborgenen Mechanismen weiter zu entschlüsseln.
Was ist die neuronale Schwelle?
Die neuronale Schwelle ist das kritische Erregungsniveau, das eine Nervenzelle (oder Neuron) erreichen muss, um eine Aktion auszulösen. Neuronen empfangen ständig elektrische Signale. Wenn diese Signale ein bestimmtes Niveau, die sogenannte „Schwelle“, überschreiten, reagiert das Neuron, indem es ein Signal sendet.
Wird diese Schwelle im motorischen Kortex überschritten, wird eine Bewegung initiiert. Bevor diese Schwelle erreicht wird, steigt die neuronale Aktivität langsam an, ein Phänomen, das oft vor spontanen Handlungen beobachtet wird. Diese langsamen Fluktuationen, obwohl sie von einzelnen Neuronen erzeugt werden, die eine schnelle Aktivität aufweisen, scheinen entscheidend für die Initiierung der Bewegung zu sein.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Nature Communications