The Brain Dialogue

Beim Menschen und anderen Primaten werden visuelle Informationen von der Netzhaut an einen Teil des Gehirns, den so genannten lateralen genikulären Nukleus (LGN), übertragen, bevor sie den primären visuellen Kortex (V1) erreichen. Wenn der V1 geschädigt ist, geht das bewusste Sehen in dem Bereich des Gesichtsfeldes, der der Schädigung entspricht, verloren. Einige Personen mit einer V1-Schädigung können jedoch auf visuelle Reize im Bereich der Blindheit reagieren, ohne sich bewusst zu sein, dass sie diese sehen können. Dieses Phänomen, das als „Blindsight“ bekannt ist, hat wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis davon, wie das Gehirn funktioniert, sich entwickelt und sich an Schäden anpasst.

V1-Läsionen verursachen ein schweres Zellsterben im LGN – als ob diese Zellen aufgeben, wenn ihre Übertragungen nicht empfangen werden. Jüngste Studien legen jedoch nahe, dass das LGN immer noch wichtig für das Blindsehen ist. Die Forscher des Brain Function CoE, Hsin-Hao Yu, Nafiseh Atapour und Marcello Rosa, wollten diese scheinbar widersprüchlichen Ergebnisse miteinander in Einklang bringen, indem sie untersuchten, welche Art von visueller Information von den überlebenden Gehirnzellen im LGN nach einer Schädigung von V1 übertragen wird.

Das Team maß die Reaktionseigenschaften von LGN-Zellen bei Marmosetten, lange nachdem sich die Tiere von einer V1-Läsion erholt hatten, die in einem bestimmten Entwicklungsstadium auftrat: kurz nach der Geburt, im frühen Erwachsenenalter oder im späteren Leben. Die Forscher fanden heraus, dass die überlebenden LGN-Zellen (etwa ein Drittel der ursprünglichen Anzahl) ein bemerkenswertes Maß an visueller Funktion beibehielten – unabhängig davon, wann die Läsion auftrat – obwohl die V1-Läsionen zu einer erheblichen Verringerung der Größe des LGN führten. Am überraschendsten war, dass die LGN-Zellen immer noch auf visuelle Informationen reagierten, die aus dem Bereich der Erblindung stammten.

Die Ergebnisse der Gruppe bestätigen die Hypothese, dass das LGN die Erblindung unterstützen könnte. Ihre Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass diese Zellpopulation ein vielversprechendes Ziel für künftige Behandlungen zur Wiederherstellung des teilweisen Sehvermögens nach einem Schlaganfall sein könnte.

Nächste Schritte:
Das Team wird untersuchen, welche Bereiche des Gehirns die von den überlebenden LGN-Zellen gesendeten Informationen empfangen, um besser zu verstehen, wie diese Informationen genutzt werden können.

Referenz:
Yu, H.-H., Atapour, N., Chaplin, T. A., Worthy, K. H., & Rosa, M. G. P. (2018). Robuste visuelle Antworten und normale Retinotopie im lateralen Nucleus geniculatus von Primaten nach langfristigen Läsionen des striatischen Kortex. Journal of Neuroscience, doi: 10.1523/JNEUROSCI.0188-18.2018

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