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Eine Lektion in der Aufmerksamkeit von einer braunen Fledermaus

Unsere Fähigkeit, sich ausschließlich auf relevante sensorische Informationen zu konzentrieren, ist eine Fähigkeit, die wir alle für selbstverständlich halten. Forschung darüber, wo im Gehirn dieses Talent residiert, ist gering. Neue Forschung mit Fledermäusen, veröffentlicht in Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften, gräbt ein wenig tiefer.
Neue Forschungen mit Fledermäusen geben einen faszinierenden Einblick in die Aufmerksamkeit der Säugetiere.

Während unseres gesamten Wachlebens werden unsere Sinne durch sensorische Stimulation bombardiert.

Es ist leicht zu vergessen, wie viel Information jede Sekunde des Tages durch unsere Sinne fließt; Unsere Gehirne sind so scharf darin, unser Bewusstsein nur mit den Informationen zu präsentieren, die uns wichtig sind.

Zum Beispiel, während Sie dies lesen, sitzen Sie wahrscheinlich. Ihre unteren Regionen sind gegen einen Stuhl geschachtelt, und Ihr Körpergewicht drückt auf Ihr Gesäß.

Wenn Sie sich auf diese Tatsache konzentrieren, können Sie spüren, wie sich Ihr Gewicht auf Ihren großen Gesäßmuskel auswirkt. Aber bevor Sie darauf aufmerksam gemacht wurden, war diese Information weit von Ihrem Fokus entfernt.

Vielleicht, wenn Sie Glück haben, und Sie Ihre Ohren anstrengen, können Sie einige entfernte Vögel hören. Bis du jedoch bewusst auf sie hörst, sind ihre Lieder so gut wie abwesend.

Das Säugetiergehirn ist hervorragend darin, Inputs zu priorisieren, um sicherzustellen, dass uns die Welt in einer Weise präsentiert wird, die wir handhaben können. Wenn wir uns auf jeden einzelnen Gegenstand konzentrieren würden, den unsere Sinne entdecken, würden wir sicherlich verrückt werden.

Forscher an der Johns Hopkins University haben neue Entdeckungen in den Gehirnen von Fledermäusen gemacht, die uns helfen zu verstehen, wie Säugetiere solche lasergelenkte Aufmerksamkeit bezahlen.

Fledermäuse und Sonar

Fledermäuse jagen, indem sie Geräusche machen, und hören ihnen dann zu, wenn sie von irgendwelchen Objekten vor ihnen abprallen. Diese unglaubliche Verwendung von Sonar ermöglicht es ihnen, in den dunkelsten Stunden zu jagen, eine Zeit, in der Insekten nicht wachsam sind und sie in relativer Sicherheit jagen können.

Um Echolokation zu verwenden, müssen die Fledermäuse in der Lage sein, die Echos zu unterscheiden, die ihre Laute in einem Feld von Störgeräuschen enthalten, einschließlich anderer Fledermausrufe und deren Echos, Insekten, Bäume, Flugzeuge und Autos.

Leitautor Melville J. Wohlgemuth, Postdoktorand an der Abteilung für Psychologie und Hirnforschung an der Krieger School of Arts and Sciences, sagt:

"Das Fledermausgehirn hat spezielle Empfindlichkeiten entwickelt, die es ihm ermöglichen, Geräusche aus der Umgebung zu erkennen, die für das Tier relevant sind. Wir konnten diese Empfindlichkeiten aufdecken, weil wir den perfekten Stimulus - die eigenen Laute der Fledermaus - verwendet haben."

Wohlgemuth und Co-Autorin Cynthia F. Moss, eine Johns Hopkins Professorin und Neurowissenschaftlerin, wollte herausfinden, welche Geräusche Fledermäuse als wichtig genug erachten, um darauf aufmerksam zu sein. Sie wollten herausfinden, was für ein Geräusch von Interesse wäre, um die Fledermäuse auf den Klang auszurichten.

Gehirnscans und der Colliculus superior

Die Forscher verwendeten fünf große braune Fledermäuse (Eptesicus fuscus), spielen sie eine Auswahl verschiedener Klänge, während sie die Aktivität in einem spezifischen Abschnitt ihres Mittelhirns, dem so genannten Colliculus superior, überwachen.

Es ist bekannt, dass der Colliculus superior (SC) dazu beiträgt, sensorische Informationen zu sammeln und die richtige motorische Reaktion auszulösen, z. B. weg von einem bedrohlichen Geräusch oder hin zu einem Geräusch, das sich nach Nahrung anhört.

Die Forscher spielten Fledermäusen eine Reihe von Klängen, von natürlichen Lauten, die während einer Jagd erzeugt wurden, bis hin zu weißem Rauschen und einer Auswahl von Klängen, die zwischen den beiden Extremen liegen. Alle Geräusche waren in Amplitude, Bandbreite und Dauer gleich.

Das Team fand heraus, dass die sensomotorischen Neuronen in der ventralen Region des SC auf alle Geräusche reagierten, die gespielt wurden, künstlich oder Fledermaus-basiert; Neuronen in den dorsalen sensorischen Regionen des SC reagierten jedoch nur auf natürliche, von Fledermäusen produzierte Jagdgeräusche.

Das folgende Video von Johns Hopkins erklärt das Experiment:

Relevanz für die menschliche Aufmerksamkeit

Da Säugetiergehirne große Ähnlichkeiten zwischen den Arten aufweisen, sind diese Ergebnisse wahrscheinlich auch für das menschliche Gehirn relevant. Der Colliculus superior ist bekanntermaßen an der Steuerung von Augenbewegungen beim Menschen beteiligt; Medizinische Nachrichten heute fragte Wohlgemuth, ob die Ergebnisse Auswirkungen sowohl auf die visuelle Aufmerksamkeit als auch auf den Klang hätten, und er sagte:

"Der Colliculus superior ist eine multimodale Struktur, die visuelle, auditorische und somatosensorische Informationen zur Steuerung der orientierenden motorischen Reaktionen verwendet.

Ich glaube, dass die Ergebnisse, die wir für die auditorische Selektivität gefunden haben, tatsächlich auch für andere sensorische Systeme gelten, wie etwa die Auswahl eines Reizes für die visuelle Orientierung. "

MNT fragte Wohlgemuth, ob er seine Forschungen zu diesem faszinierendsten Säugetier fortsetzen werde. Als nächstes plant er Fledermäuse zu untersuchen, während er Jagd auf Beute macht. Seine "zukünftigen Experimente werden beinhalten, zu untersuchen, wie die Fledermaus die tatsächlichen sensorischen Informationen verarbeitet, die für die Zielverfolgung verwendet werden."

Dieser faszinierende und zu Beginn hartnäckige Bereich der Neurowissenschaften könnte bald weitere Geheimnisse offenbaren. MNT kürzlich über die Wirkung von Flammschutzmitteln auf die Aufmerksamkeitsspanne von Kindern berichtet.

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