Wie einzelne Neurone Neues im Gehirn verbreiten (Dr. Dietmar Plenz, NIMH, Bethesda, MD, USA)

Um in einer unvorhersehbaren Welt gut zu funktionieren, muss das Gehirn unerwartete Ereignisse erkennen und darauf reagieren. Doch in der Hirnrinde sind einzelne Neurone nur schwach miteinander verbunden, obwohl jedes einzelne bereits pro Sekunde mit Tausenden von Signalen bombardiert wird. Daher ist unklar, wie ein einzelner neuer Impuls, der ein neuartiges Ereignis darstellt, einen Einfluss auf das gesamte Gehirnnetzwerk haben kann.

In diesem Vortrag beschreibe ich neue Ergebnisse, die zeigen, wie bereits ein einziger künstlicher Impuls in einem kortikalen Neuron bei wachen Mäusen weitreichende und bedeutsame Reaktionen im umgebenden Netzwerk auslösen kann. Trotz der spärlichen und schwachen Verbindungen breiten sich diese Signale effizient aus; selbst in der lauten und hochaktiven Umgebung des Gehirns. Der Schlüssel hierzu schein darin zu liegen, dass der Kortex in einem kritischen Zustand arbeitet – einem dynamischen Gleichgewicht zwischen Ordnung und Chaos –, wodurch kleine Ereignisse große Auswirkungen haben können.

Das Bernstein Center Freiburg und die Fakultät für Biologie laden im Wintersemester 2026/27 wieder zu spannenden Fragen, kreativen Ansätzen und praxisbezogenen Methoden rund um das Thema Neurowissenschaften ein. Herausragende Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus ganz Deutschland werden jeweils aus Sicht ihrer Disziplin anschaulich und verständlich über ihre Forschung berichten.