Arbeitsauftrag 1
Cortexschichten
Sie haben in der Vorlesung die sechs Schichten des Cortex kennengelernt. Ordnen Sie zur Wiederholung den Schichten III, IV und V ihre jeweilige Funktion zu.
Arbeitsauftrag 2
Retrograde Markierung der neuronalen Netzwerke
Durch Injektion von Rabbis Virus in einen Muskel kann man die neuronalen Netzwerke im Cortex und im Rückenmark darstellen. Das Virus wird in die Muskeln der Finger eines Affen injiziert. Von dort gelangt es über die motorische Endplatte in das α-Motoneuron (es gelangt nicht über die Muskelspindeln direkt in die sensorische Afferenz). Das Virus enthält einen Marker und transportiert diesen transsynaptisch in retrograder (stromaufwärts) Richtung. 3 Tage nach der Injektion kann der Marker in den α-Motoneuronen nachgewiesen werden. Das Virus braucht für das Überwinden von jeweils einer weiteren Synapse ein Zeitintervall von 3 Tagen.
Schauen Sie sich das Bild an und beantworten Sie die Fragen unten.
Welche Zellen werden 6 Tage nach der Injektion zusätzlich markiert?
Welche Zellen werden nach 9 Tage nach der Injektion zusätzlich markiert?
Lösungsvideo
Arbeitsauftrag 3
Läsion im motorischen Cortex
Zur Identifikation bestimmter Bereiche im motorischen Cortex wurden einer Patientin motorische Aufgaben gestellt. Die Aufgaben führten zu einer vorübergehenden Mehrdurchblutung der entsprechenden Cortexbereiche, die man mittels funktionelle Kernspintomographie (fMRT) messen und farblich darstellen kann.
Die Bilder a und b auf der rechten Seite zeigen fMRT Aufnahmen von zwei untereinanderliegenden Horizontalschnitten durch den Cortex. Im Bild links sind die Schnittebenen der zwei Aufnahmen durch den motorischen Cortex dargestellt.
Vergleichen Sie die fMRT Messungen mit den Positionen der Schnittebenen im motorischen Cortex und beantworten Sie die folgenden Fragen:
Hell gegen das umliegende Gewebe grenzt sich ein Tumor ab, der bei dieser Patientin durch Kompression eines bestimmten Bereichs des motorischen Cortex zu Einschränkungen führt.
Arbeitsauftrag 4
Populationskodierung
Ein Affe wurde trainiert einen Hebel in Richtung eines Lichtsignals zu führen. Während dieser Bewegung wurde die Aktivität einzelner Neurone im primär motorischen Cortex abgeleitet.
Da von den Neuronen im Vorfeld die Richtungspezifität ermittelt worden ist (Richtungsvektor), kann man jetzt aus den Messungen ablesen in welche Richtung der Affe den Hebel bewegt hat.
Studieren Sie das Bild und beantworten Sie die Frage unten.
Arbeitsauftrag 5
Bewegungsplanung
In diesem Experiment wurde ein Affe trainiert eine Armbewegung auf ein Ziel zu machen. Zunächst wird dem Affen ein Instruktionsreiz gegeben, der ihm zu verstehen gibt, was das Ziel ist. Nach unterschiedlich langen Intervallen folgt ein auslösender Reiz, der dem Affen signalisiert, dass er sich jetzt bewegen darf. Während der Aufgabe wird die Aktionspotenzialaktivität eines Neurons abgeleitet.
