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Publicly Available Published by De Gruyter February 25, 2017

Neuronale Kontrolle des Laufens – Einblicke aus Untersuchungen an Insekten

  • Ansgar Büschges

    (geb. 1961 in Aldekerk) studierte Biologie an der Universität Bielefeld und promovierte 1989 bei Prof. U. Bässler an der Universität Kaiserslautern über die neuronalen Mechanismen der Körperhaltung von Insekten. Nach einem Postdoktorandenaufenthalt im Labor von Prof. K.G. Pearson an der University of Alberta, Kanada, wo er die neuronalen Mechanismen der Regeneration im Flugsystem von Wanderheuschrecken studierte, kehrte er 1989 als Hochschulassistent an die Universität Kaiserslautern zurück, wo er mit Arbeiten zu den neuronalen Grundlagen der Fortbewegung bei Insekten 1995 im Fach Zoologie habilitierte. Als DFG-Heisenbergstipendiat arbeitete er 1997–1998 als Gastwissenschaftler im Labor von Prof. S. Grillner am Nobel Institut für Neurophysiologie in Stockholm, Schweden, an den zellulären Mechanismen der Rhythmuserzeugung für Fortbewegung im Rückenmark des Neunauges. 1998 erhielt er den Ruf auf den Lehrstuhl für Tierphysiologie am Zoologischen Institut der Universität zu Köln. Er war für das akademische Jahr 2001-2002 eingeladener Fellow und Convenor der Forschergruppe „Neural Control of Locomotion“ am Institute for Advanced Study in Berlin

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    and Joachim Schmidt

    Studierte Biologie an der Universität Göttingen und wurde an der Universität Konstanz bei Prof. W. Rathmayer mit einer Dissertation zur neuronalen Kontrolle motorischer Aktivität bei Heuschrecken promoviert. Als Postdoktorand befasste er sich an der Emory University, Atlanta im Labor von Prof. R.L. Calabrese mit der Rhythmogenese in einem oszillatorischen Netzwerk des Blutegels und, am selben Tier, im Labor von Prof. J.W. Deitmer an der Universität Kaiserslautern mit Aspekten der Neuron-Glia-Interaktion. Seit 1999 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter der AG Büschges an der Universität zu Köln an der neuronalen Kontrolle der Fortbewegung bei Insekten und habilitierte dort. Seit einigen Jahren ist er regelmäßig als Gastdozent am ENI in Göttingen (Electrain) tätig und war in den letzten Jahren für zwei Aufenthalte als Visiting Professor an der Universiti Sains Malaysia, Kota Bharu.

From the journal e-Neuroforum

Zusammenfassung

Die Kontrolle des Laufens bei Insekten ist ganz wesentlich eine Aufgabe neuronaler Netzwerke in den thorakalen Ganglien. Während absteigende Signale aus den Kopfganglien eher globale Kommandos vorgeben, z. B. zu Laufrichtung und Geschwindigkeit, werden im thorakalen ZNS Bewegungen einzelner Gelenke und der Beine insgesamt kontrolliert. Die Koordinationsmuster der Beine verändern sich geschwindigkeitsabhängig, ein eindeutiges stereotypes Koordinationsmuster jedoch fällt nur bei hohen Geschwindigkeiten auf. Ganz im Sinne des Unit-Burst- Oscillator-Konzepts kontrollieren oszillatorische Netzwerke (CPG, central pattern generator), in enger Verzahnung mit Bewegungsund Belastungsrezeptoren der Beine, die zeitlichen Parameter und Amplituden der Bewegungen einzelner Gelenke. Für Beinbewegungen sind verschiedene Gelenk-CPGs eines Beins im Wesentlichen über Propriozeptoren gekoppelt. Durch eine differenzielle Verarbeitung propriozeptiver Signale werden Beinbewegungen aufgabenspezifisch modifiziert, etwa für Laufrichtungswechsel. Lokaler neuronaler Kontrolle unterliegt der Wechsel zwischen Lauf- und Suchbewegungen eines Beins. Durch fehlende sensorische Eingänge, z. B. bei einem Tritt ins Leere, werden durch Aktivierung eines lokalen Kommandoneurons stereotype Suchbewegungen des Beins ausgelöst.

About the authors

Prof. Dr. Ansgar Büschges

(geb. 1961 in Aldekerk) studierte Biologie an der Universität Bielefeld und promovierte 1989 bei Prof. U. Bässler an der Universität Kaiserslautern über die neuronalen Mechanismen der Körperhaltung von Insekten. Nach einem Postdoktorandenaufenthalt im Labor von Prof. K.G. Pearson an der University of Alberta, Kanada, wo er die neuronalen Mechanismen der Regeneration im Flugsystem von Wanderheuschrecken studierte, kehrte er 1989 als Hochschulassistent an die Universität Kaiserslautern zurück, wo er mit Arbeiten zu den neuronalen Grundlagen der Fortbewegung bei Insekten 1995 im Fach Zoologie habilitierte. Als DFG-Heisenbergstipendiat arbeitete er 1997–1998 als Gastwissenschaftler im Labor von Prof. S. Grillner am Nobel Institut für Neurophysiologie in Stockholm, Schweden, an den zellulären Mechanismen der Rhythmuserzeugung für Fortbewegung im Rückenmark des Neunauges. 1998 erhielt er den Ruf auf den Lehrstuhl für Tierphysiologie am Zoologischen Institut der Universität zu Köln. Er war für das akademische Jahr 2001-2002 eingeladener Fellow und Convenor der Forschergruppe „Neural Control of Locomotion“ am Institute for Advanced Study in Berlin

Joachim Schmidt

Studierte Biologie an der Universität Göttingen und wurde an der Universität Konstanz bei Prof. W. Rathmayer mit einer Dissertation zur neuronalen Kontrolle motorischer Aktivität bei Heuschrecken promoviert. Als Postdoktorand befasste er sich an der Emory University, Atlanta im Labor von Prof. R.L. Calabrese mit der Rhythmogenese in einem oszillatorischen Netzwerk des Blutegels und, am selben Tier, im Labor von Prof. J.W. Deitmer an der Universität Kaiserslautern mit Aspekten der Neuron-Glia-Interaktion. Seit 1999 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter der AG Büschges an der Universität zu Köln an der neuronalen Kontrolle der Fortbewegung bei Insekten und habilitierte dort. Seit einigen Jahren ist er regelmäßig als Gastdozent am ENI in Göttingen (Electrain) tätig und war in den letzten Jahren für zwei Aufenthalte als Visiting Professor an der Universiti Sains Malaysia, Kota Bharu.

Published Online: 2017-2-25
Published in Print: 2015-12-1

© 2017 by Walter de Gruyter Berlin/Boston

Downloaded on 29.3.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/s12269-015-0024-2/html
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