In welcher Form transporieren neuronale Impulse im Gehirn ihre Informationen? Kommt es auf die Menge der Impulse an oder auf deren genaues Timing? Diese zentrale Frage der Hirnforschung haben Wissenschaftler genauer untersucht. Sie zeigten: die Nervenzellen reagieren mit einer sehr viel höheren zeitlichen Präzision, als bisher angenommen. Ihre Arbeit wurde in der Fachzeitschrift „Frontiers in Neural Circuits“ publiziert.
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Alle Nervenzellen übertragen Informationen als eine Folge neuronaler Impulse. Aber die Art und Weise, wie sie Informationen in diesen Signalen verschlüsseln und wie diese von nachgeschalteten Zellen ausgelesen werden, unterscheidet sich erheblich. Einige Sinneszellen und Nervenzellen, die Muskeln anregen, nutzen einen so genannten „Raten Code“: je mehr Impulse pro Zeiteinheit, desto heller das wahrgenommene Licht, lauter der Ton oder desto stärker die verursachte Muskelkontraktion. Andere Zellen wiederum nutzen einen „zeitlichen Code“: Hierbei kommt es nicht auf die Zahl der Impulse an, sondern auf deren exaktes Timing – darauf, ob eine Zelle einen Impuls wenige Millisekunden vor oder nach einer anderen Zelle sendet.
Zeitmessung an Großhirnzellen
Wissenschaftler um Clemens Boucsein vom Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience der Universität Freiburg und Martin Nawrot vom Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience in Berlin untersuchten, welche der beiden Strategien Zellen in der Großhirnrinde nutzen. Jede Zelle in der Großhirnrinde erhält viele Signale von anderen, vorgeschalteten Zellen. Wenn Zellen in der Großhirnrinde einen „zeitlichen“ Code nutzten, müssten sie auch in der Lage sein, mit hoher zeitlicher Präzision auf diese Eingangssignale zu reagieren.
