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Der Präzision des Hörens auf der Spur

Freiburg, 20.04.2005

Das Ohr ist unser präzisestes Sinnesorgan. Es kann Reizdauern im Bereich unter einer tausendstel Sekunde erkennen und zeigt keinerlei Ermüdung, auch bei anhaltender Stimulation. Doch was passiert eigentlich, wenn wir hören? Wenn Schallereignisse auf unser Ohr treffen, werden sie als mechanische Schwingungen an die Hörschnecke weitergeleitet. Durch diese Vibrationen werden Schallsensoren im Innenohr, die Haarsinneszellen, erregt und geben mittels Botenstoffen, die sie in kleinen Vesikeln vorrätig halten, die Information über Nervenzellen weiter an das Gehirn. Dabei übertragen die Haarsinneszellen die akustische Information mit größter zeitlicher Präzision und zeigen die höchsten Übertragungsraten im gesamten Nervensystem. Es war lange unklar, wie die Haarsinneszellen solch hohe Raten bewerkstelligen können.

Claudius B. Griesinger vom Physiologischen Institut II der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg hat in seinen Untersuchungen in Zusammenarbeit mit Forschern am University College in London herausgefunden, wie die Haarsinneszellen in der Hörschnecke den Schall so schnell und präzise zur Verarbeitung ins Gehirn weiterleiten. In ihrer neuesten Veröffentlichung, vorab auf der Internet-Seite von Nature am 13. April 2005 als Advanced Online Publication nachzulesen, beschreiben die Physiologen, welchen Trick die Haarsinneszellen anwenden, um hohe Signalraten zu erreichen. Während konventionelle Nervenzellen in der Großhirnrinde oder im Hippocampus ihre Botenstoffe über Vesikel ausschütten, die sie ständig recyceln und wieder füllen, haben die Biologen bei den Haarsinneszellen einen anderen Mechanismus beobachtet. Haarsinneszellen verlassen sich nur zu etwa zehn Prozent auf das langsame Recycling. Die meisten ihrer Vesikel produzieren sie kontinuierlich in ihrem Zellkörper, so dass ständig ein überreicher Vorrat an Botenstoff-Paketen zur schnellen und akkuraten Signalweiterleitung zur Verfügung steht.

Bei herkömmlichen Nervenzellen können maximal nur etwa 20 Vesikel pro Sekunde freigesetzt werden, da das Recycling höhere Übertragungsraten nicht zulässt. Die Haarsinneszellen im Ohr haben durch ihre Fliessband Produktion der Vesikeln die maximal mögliche Freisetzung der Botenstoffe um rund zwei Größenordnungen gesteigert. „Dadurch können sie Information mit viel höheren Raten übermitteln, was eine präzise Übertragung der zeitlichen Feinstruktur von akustischen Reizen ermöglicht“, sagt Griesinger.

Von den Forschungsergebnissen versprechen sich die Forscher, dass mögliche Ursachen für spezifische Erkrankungen und Defizite des Hörvermögens besser verstanden und eines Tages möglicherweise behandelt werden könnten.


Kontakt:
Dr. Claudius B. Griesinger
Physiologisches Institut der
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel. 0761 203 5142
Email: claudius.griesinger@physiologie.uni-freiburg.de

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