Die erstaunliche neuronale Kompassfunktion im Gehirn von Fledermäusen: Eine neue Entdeckung, die nicht auf Mond und Sterne angewiesen ist

2025年10月18日 00:43

„Norden ist immer Norden“—— Eine einsame Insel erleuchtet den Kompass des Gehirns

16. Oktober 2025 berichtete das Wissenschaftsmedium Phys.org, dass Signale von Kopf-Richtungszellen (head-direction cells) direkt aus dem Gehirn von Fledermäusen im Freiflug ausgelesen wurden und ein „globaler neuronaler Kompass“ in Aktion sei. Die Bühne war die Insel Latham (Latham Island), etwa 40 km vor der Küste des tansanischen Festlands. Das Forschungsteam stattete die Fledermäuse mit einem der weltweit kleinsten neuronalen Logger plus GPS aus und zeichnete die Aktivität einzelner Neuronen während des freien Flugs auf (die Studie wurde in Science veröffentlicht)Phys.org.

Was ist „global“?

Bisher wurden Kopf-Richtungszellen hauptsächlich in begrenzten Räumen wie Labyrinthen untersucht, und es war umstritten, ob sich die Richtungsrepräsentation dreht, wenn sich die Umgebung ändert, oder ob sie auf einer absoluten Richtung fixiert bleibt. In dieser Studie wurde festgestellt, dass ein konsistenter Richtungscode, der immer nach Norden und Süden zeigt, auch bei Bewegung von der West- zur Südküste der Insel erhalten bleibt. Zudem zeigte sich eine Robustheit, die auch bei Veränderungen der Fluggeschwindigkeit und Höhe nicht zusammenbrichtPhys.org.

„Mond und Sterne“ sind unnötig—— Kalibrierung durch Lernen

Interessant ist die

Ablehnung der Abhängigkeit von Himmelskörpern

. Unabhängig davon, ob der

Mond aufgeht oder Wolken vorhanden sind

, bleibt der neuronale Kompass stabil. Allerdings war er in der ersten Nacht instabil und stabilisierte sich in der dritten Nacht, was auf einen Lernprozess hinweist. Dies deutet auf einen Mechanismus hin, der sich nicht auf das Erdmagnetfeld, sondern auf visuelle Landmarken stützt, um sich an die Umgebung anzupassenPhys.org. Diese Sichtweise der „Landmarkenintegration“ reiht sich in die Forschungstradition von 3D-Kompass und Navigationsgehirn ein, die in der Vergangenheit vorgeschlagen wurden (wie die 3D-Kompass-Forschung an Fledermäusen im Jahr 2014)

newswise.com. Technologischer Durchbruch bei der Aufzeichnung von Neuronen im FreienDer Forschungsleiter Nachum Ulanovsky (Weizmann-Institut) realisierte das Feldexperiment nach jahrelanger Suche nach einer geeigneten Insel

und dem

Aufbau eines Labors vor Ort
. Der neuronale Logger ist mit einem

hochpräzisen GPS und Höhenmesser

ausgestattet und ermöglicht die

gleichzeitige Aufzeichnung von Hunderten von Neuronen

. Damit wurde ein Meilenstein in der „Aufzeichnung einzelner Neuronen im Freien bei Säugetieren“ gesetztECWis. Auch die offizielle Mitteilung des Weizmann-Instituts betont die Forschungsphilosophie „vom Labor in die Natur“wis-wander.weizmann.ac.il. Darüber hinaus ist zu beachten, dass diese Forschung auf langjährigen Erfahrungen des gleichen Labors basiert, wie z.B. dem Bat-Tunnel und der neuronalen Kodierung der sozialen Schwarmbildung

weizmann-usa.org. Hinweise für das menschliche „Verlaufen“Kopf-Richtungszellen sind die kleinste Einheit der Navigation und bilden zusammen mit

Ortszellen

und
Gitterzellen

den

Kern der räumlichen Kognition

. Auch beim Menschen werden Signale ähnlich einem neuronalen Kompass vermutet, was eine Verbindung zu

Orientierungsproblemen bei Alzheimer und eine direkte Relevanz für die Verbesserung von Navigationsmodellen in autonomen Robotern haben könntePhys.org. Der „globale und robuste Richtungscode“ dieser Studie könnte als Leitfaden für die Gestaltung von Navigationsalgorithmen dienen, die in dynamischen Umgebungen weniger anfällig sind. Besonders in Situationen, in denen Wetter oder nächtliche Lichtverhältnisse schwanken, ist der Ansatz, Landmarkenlernen und Eigenbewegungsintegration zur Stabilisierung von Karten zu nutzen, von hohem Implementierungswert.

Reaktionen in sozialen Medien: Wissenschaftsgemeinschaft und allgemeines Publikum

X (ehemals Twitter)

verbreitete sich die Überraschung über die Schlagzeile „Navigationsgehirn ohne Abhängigkeit von Mond und Sternen“, während der Artikel-Link geteilt wurde. Ein Beitrag aus Marseille lobte die

Errungenschaft der Feldaufzeichnung