Thalamus

Der Thalamus ist das Areal für sensorische Signale im Gehirn, das am oberen Ende des Hirnstamms lokalisiert ist. Der Thalamus übermittelt Informationen zu sensorischen Arealen im Cortex und leitet die Reaktionen zum Kleinhirn sowie zur Medulla oblongata weiter. Informationen, die über die Sinnesorgane aufgenommen werden, gelangen daher zuerst in diese zentrale Schaltstelle des Thalamus. Alle Sinneswahrnehmungen laufen zuerst hier zusammen, wobei der Thalamus daher als zentrale Schaltstelle die Flut an ankommenden Informationen und die begrenzte Rechenleistung des Gehirns in Einklang bringen muss. Der higher-order-Thalamus – die Nervenzellen am Übergang vom Thalamus zum Cortex – dient dabei offensichtlich als Verstärker von wichtigen Signalen und über einen gewissen Zeitraum auch als Kurzzeitspeicher, denn so kann das Gehirn im Thalamus wichtige Informationen herausfiltern und diese dann verstärkt und verlängert an den Cortex weitergeben.

Nervenzellen im Thalamus, dem grössten Teil des Zwischenhirns, steuern nach Adamantidis et al. (2007) sowohl das Einschlafen als auch das Aufwachen, wobei der Thalamus ist mit nahezu allen anderen Gehirnregionen vernetzt ist und wichtige Funktionen wie Aufmerksamkeit, Bewusstsein oder Sinneswahrnehmungen unterstützt. Eine Gruppe dieser thalamischen Nervenzellen kontrolliert das Aufwachen und Einschlafen, wobei man bei Mäusen mit Hilfe der Optogenetik thalamische Nervenzellen präzise steuern kann. Wenn sie dieses Area mit lang andauernden Impulsen stimuliert, wachen die Mäuse auf, wenn sie mit langsamen, rhythmischen Impulsen gereizt werden, haben die Tiere einen tiefen und erholsamen Schlaf.

Literatur

Adamantidis, A. R., Zhang, F., Aravanis, A. M., Deisseroth, K. & de Lecea, L. (2007). Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons. Nature, 450, 420-424.
Mease, Rebecca A., Metz, Markus & Groh, Alexander (2015). Cortical Sensory Responses Are Enhanced by the Higher-Order Thalamus. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.12.026



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