May 2023

Forschende der Theoretischen Biologie der Humboldt-Universität konnten ein jahrzehntealtes mathematisches Rätsel um die Entstehung elektrischer Aktivitätsmuster während des Insektenflugs lösen. Gemeinsam mit Kolleg:innen an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz berichten sie dabei in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature von einer neuen Funktion elektrischer Synapsen, die während des Flugs von Fruchtfliegen zum Einsatz kommt.

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Researchers at the Institute for Theoretical Biology at Humboldt Universität have solved a long-standing mathematical puzzle about the emergence of electrical activity patterns during insect flight. Together with colleagues at the Johannes Gutenberg University in Mainz, they report a novel function for electrical synapses in governing the flight of fruit flies in the current issue of Nature.

 

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Our brain’s network structure consists of many interconnected regions, each containing billions of neurons. Many neurons within one region fire electrical signals at the same time, in synchrony, and even neurons across different regions may synchronise. These are known as synchronous clusters. The collective firing of neurons in synchronous clusters is believed to create brainwaves. Brainwave measurements of patients with epilepsy have shown that during seizures, there can be episodes of excessive synchrony. The mechanisms behind these episodes are not well understood.

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Die Netzwerkstruktur unseres Gehirns besteht aus vielen miteinander verbundenen Regionen, die jeweils Milliarden von Neuronen enthalten. Viele Neuronen innerhalb einer Region feuern elektrische Signale zur gleichen Zeit, synchron, und sogar Neuronen zwischen verschiedenen Regionen können sich synchronisieren. Diese werden als synchrone Cluster bezeichnet. Es wird angenommen, dass das kollektive Feuern von Neuronen in synchronen Clustern Gehirnwellen erzeugt. Hirnstrommessungen bei Epilepsiepatienten haben gezeigt, dass es während der Anfälle zu Episoden übermäßiger Synchronität kommen kann. Die Mechanismen , die diesen Episoden zu Grunde liegen, sind noch nicht hinreichend verstanden.

 

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