Eine neuronale Prothese hilft beim Erinnern, Männer und Frauen haben unterschiedliche Gehirnmuster und ein neuer Therapieansatz für Parkinson. Diese Themen lest ihr in unseren Nerd News!
Ein Team von Wissenschaftlern der Wake Forest University School of Medicine und der University of Southern California (USC) hat den Einsatz einer Nervenprothese zum Abrufen bestimmter Erinnerungen demonstriert. Anhand von Aufzeichnungen der Aktivität von Gehirnzellen erstellten die Forscher ein Modell zur Gedächtnisdekodierung (Memory Decoding Model, MDM), mit dem sie entschlüsseln konnten, welche neuronale Aktivität zur Speicherung verschiedener spezifischer Informationen verwendet wird. Die vom MDM dekodierte neuronale Aktivität wurde dann verwendet, um ein Muster oder einen Code zu erstellen, mit dem der Hippocampus neurostimuliert werden konnte, wenn das Gehirn versuchte, diese Informationen zu speichern.
Das Team fand heraus, dass die elektrische Stimulation zu signifikanten Veränderungen in der Erinnerungsleistung führte. In etwa 22 % der Fälle war ein deutlicher Unterschied in der Leistung festzustellen. So zeigten fast 40 % der Teilnehmer mit eingeschränkter Gedächtnisfunktion, die auf beiden Seiten des Gehirns stimuliert wurden, eine signifikante Veränderung in der Gedächtnisleistung.
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In einer aktuellen Studie von Forschern der Stanford Medicine konnte ein neues KI-Modell zu mehr als 90 % erfolgreich feststellen, ob Scans der Gehirnaktivität von einer Frau oder einem Mann stammten. „Eine Hauptmotivation für diese Studie ist, dass das Geschlecht eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des menschlichen Gehirns, beim Altern und bei der Manifestation psychiatrischer und neurologischer Störungen spielt“, sagt Prof. Vinod Menon. „Die Identifizierung konsistenter und reproduzierbarer Geschlechtsunterschiede im gesunden, erwachsenen Gehirn ist ein entscheidender Schritt zu einem tieferen Verständnis geschlechtsspezifischer Anfälligkeit für psychiatrische und neurologische Störungen.“
Zunächst erstellten die Wissenschaftler ein tiefes neuronales Netzwerkmodell, das lernt, bildgebende Hirndaten zu klassifizieren: Als die Forscher dem Modell Gehirnscans zeigten und ihm sagten, dass es sich um ein männliches oder weibliches Gehirn handelt, begann das Modell zu bemerken, welche subtilen Muster ihm helfen könnten, den Unterschied zu erkennen. Das Modell zeige im Vergleich zu früheren Studien eine bessere Leistung, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass es ein tiefes neuronales Netzwerk verwendet, das dynamische MRT-Scans analysiert. Dieser Ansatz erfasst das komplizierte Zusammenspiel zwischen verschiedenen Gehirnregionen.
Als die Forscher das Modell an rund 1.500 Gehirnscans testeten, konnte es fast immer erkennen, ob der Scan von einer Frau oder einem Mann stammte. Dabei wurden auch diejenigen Hirnnetzwerke identifiziert, die bei der Beurteilung, ob ein Hirnscan von einem Mann oder einer Frau stammt, am wichtigsten waren: das Standardmodus-Netzwerk, das Striatum und das limbische Netzwerk.
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Forscher gingen in einer aktuellen Studie der Frage nach, ob Dopaminzellen uns nicht nur zur Bewegung motivieren können, sondern auch bei der Parkinson-Therapie entscheidende Vorteile bringen könnten. „Dopamin wird am ehesten mit Belohnung und Vergnügen in Verbindung gebracht und wird oft als Wohlfühl-Neurotransmitter bezeichnet“, betont Marcelo Mendonça, Erstautor der Studie. Bei Menschen mit Dopaminmangel wird die Lebensqualität also vor allem durch die Bewegungseinschränkungen reduziert. Das Konzept der Lateralisierung interessiert Forscher daher schon seit längerem. Denn: bei Morbus Parkinson manifestieren sich Symptome asymmetrisch.
Rui Costa, Senior-Autor der Studie konkludiert: „Die unterschiedlichen Symptome, die bei Parkinson-Patienten beobachtet werden, könnten vielleicht damit zusammenhängen, welche Dopamin-Neuronen verloren gehen – zum Beispiel solche, die eher mit Bewegung oder Belohnung zusammenhängen. Dies könnte möglicherweise die Behandlungsstrategien für die Krankheit verbessern, die besser auf die Art der verlorenen Dopamin-Neuronen zugeschnitten sind – insbesondere jetzt, da wir wissen, dass es im Gehirn verschiedene Arten genetisch definierter Dopamin-Neuronen gibt.“
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Bildquelle: Hal Gatewood, unsplash
