Frühere Studien haben festgestellt, dass die Gehirne von Säugetieren einen internen Kompass enthalten, der Kopfrichtungszellen enthält, deren Aktivitätsmuster sich ändert, wenn der Kopf in eine bestimmte Richtung zeigt. Nun zeigt eine neue Studie von Mäusen, dass diese Zellen während des Schlafes genauso aktiv sind.

Neue Forschung deutet darauf hin, dass das Gehirn weiterhin auf Sinn für Orientierung während des Schlafes zu arbeiten.

In der Zeitschrift Natur Neurowissenschaften , Forscher an NYU Langone Medical Center in New York, NY, beschreiben, wie sie festgestellt, dass Kopf-Richtung Zellen in Mäusen sind so elektrisch aktiv während des tiefen Schlafes, als wenn die Tiere wach sind.

Ein weiterer überraschender Befund war, dass, als die Mäuse während des Schlafes ihre Köpfe bewegten, die Kopfrichtungsneuronen dieselben Feuerungsmuster zeigten, als wenn sie im wachen Zustand Anblick- und Balance-Cues erhielten.

Die Forscher sagen, dass es so ist, als ob der "interne Kompass" in den Gehirnen der Tiere weiterhin für die "virtuelle" Richtung ihres Blicks während des Schlafes kodiert.

Das Team glaubt, dass die Entdeckung zu neuen Behandlungen für Gehirn- und Nervenstörungen wie die Alzheimer-Krankheit führen könnte, wo das Navigationssystem eine der ersten ist, die sich verschlechtert.

Das Gehirn arbeitet weiter am Orientierungssinn während des Schlafes

Gyorgy Buzsaki, Senior Ermittler und Biggs Professor für Neuronale Wissenschaften bei NYU Langone und seinem Neuroscience Institute, sagt:

"Wir haben schon lange gewusst, dass das Gehirn während des Schlafes in Arbeit ist, aber jetzt wissen wir, wie es in einer der scheinbar einfacheren Sinne - Kopforientierung - oder unserem Sinn, wo wir uns in jedem gegebenen Raum anschauen, arbeitet."

Er erklärt, dass ein Richtungssinn ein wesentlicher Bestandteil des Navigationssystems des Gehirns ist und es unseren "internen Kompass" und Karten in einem Augenblick zurücksetzen kann, was wir zum Beispiel erleben, wenn wir uns nach der Entstehung aus der U-Bahn neu orientieren.

Für ihre Studie verglich Prof. Buzsaki und Kollegen die Aktivität von Kopfrichtungsneuronen im antero-dorsalen Thalmikkern und postsibiculum Regionen des Gehirns von Mäusen während verschiedener Wach- und Schlafzustände.

Sie verbrachten 2 Jahre, um die Kopfbewegungen der Mäuse zu filmen und die Aktivität der Kopfrichtungsneuronen in den beiden Hirnregionen aufzuzeichnen, während sie schliefen und wie sie verschiedene Umgebungen navigierten.

Sie fanden, dass während der schnellen Augenbewegung (REM) schlafen, die Zündaktivität der Kopfrichtung Neuronen in und zwischen den beiden Hirnarealen - das Äquivalent der Kompassnadel - mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, wie es während der Wachheit tut.

Beim Menschen ist REM bekannt, ein Stadium des Schlafes zu sein, wenn intensives Träumen auftritt und während derer die elektrische Aktivität praktisch nicht unterscheidbar ist, wenn wir wach sind.

Die Forscher fanden auch, dass während der langsamen Perioden des Schlafes - oft als tiefer Schlaf bezeichnet - die Bewegung der Feuer-Aktivität zeigte eine 10-fache Erhöhung der Beschleunigung, als ob die Mäuse drehten ihre Köpfe 10-mal schneller als wann sie waren wach.

Gehirn "erforscht und koordiniert", auch wenn es von der Umwelt ausgeschlossen ist

Prof. Buzsaki sagt, dass Kopf Richtung Neuronen koordinieren ihre Tätigkeit während des Schlafes schlägt vor, dass etwas im Gehirn, die für Verschiebungen in den Blick des Tieres, da es navigiert, während wach ist, Das Gehirn ist aktiv zu erforschen und zu koordinieren, auch wenn es von der Umwelt ausgeschlossen ist.

Er glaubt, dass die Erkenntnisse seine Auffassung bestätigen, dass Säugetier-Gehirne aktiv sinnliche Eingaben verfolgen - sie warten nicht passiv, um sie zu empfangen. Der aktive Sinn für Kopf Direktionalität, die sie bei den Mäusen beobachteten, wie sie schliefen, ist ein gutes Beispiel dafür.

Lead-Autor Dr. Adrien Peyrache, ein Postdoktorand in Buzsakis Labor, sagt:

Die koordinierte Aktivität während der Mehrheit des Schlafes stellt wahrscheinlich eine Konsolidierung von Orten, Ereignissen und Zeiten dar, eine Art Navigations-Backup-System im Gehirn, in dem das Gehirn eine Karte in Erinnerung speichert."

Das Team plant herauszufinden, ob eine ähnliche Neuron-Aktivität bei komplexeren Verhaltensweisen in anderen Teilen des Maus-Gehirns auftritt. Sie wollen auch herausfinden, ob es möglich ist, die Kopfrichtung und Navigation zu kontrollieren und vorherzusagen.

Die Studie wurde durch Stipendien und Stipendien der National Institutes of Health, der National Science Foundation, der Human Frontier Science Program und der European Molecular Biology Organisation finanziert.

Im Dezember 2014, Medical-Diag.com Berichtete auch eine Studie, die zeigte, dass unsere Gehirne ein Referenzsignal haben, das uns in die richtige Richtung zeigt und sich ständig aktualisiert, während wir durch unsere Umwelt gehen.

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