Forscher der University of Pennsylvania haben in einer bahnbrechenden Studie zwei Gehirnregionen identifiziert, die als neuronaler Kompass fungieren und Menschen dabei helfen, ihren Orientierungssinn in komplexen Umgebungen zu bewahren. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift JNeurosci (DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1765-24.2025), könnten weitreichende Implikationen für die Diagnose und Überwachung neurodegenerativer Erkrankungen sowie für die Unterstützung von Menschen mit Sehbehinderungen haben.
Unter der Leitung von Zhengang Lu und Russell Epstein nutzte das Forschungsteam Neuroimaging-Techniken und virtuelle Realität (VR), um die Navigationsfähigkeiten von 15 Studienteilnehmern in einer simulierten Stadtumgebung zu untersuchen. Die Teilnehmer absolvierten eine Taxifahraufgabe, bei der sie Passagiere in einer virtuellen Stadt aufnahmen und zu Zielorten brachten. Währenddessen wurden ihre Gehirnaktivitäten mittels funktioneller Bildgebung aufgezeichnet.
Die Analyse ergab, dass zwei spezifische Hirnregionen die vorwärtsgerichtete Bewegungsrichtung der Teilnehmer konsistent repräsentierten – unabhängig von der visuellen Gestaltung der virtuellen Stadt, der Phase der Aufgabe oder dem Standort innerhalb der Stadt. Diese Regionen codieren die Blickrichtung relativ zur Nord-Süd-Achse der Umgebung und fungieren somit als eine Art neuronaler Kompass. „Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Gehirnregionen eine zentrale Rolle dabei spielen, wie Menschen ihren Orientierungssinn in komplexen Umgebungen aufrechterhalten“, erklärt Epstein.
Die Entdeckung hat potenziell weitreichende Anwendungen. Da der Verlust des Orientierungssinns ein frühes Symptom bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer sein kann, könnten diese Erkenntnisse dazu beitragen, solche Erkrankungen frühzeitig zu erkennen oder ihren Verlauf zu überwachen. Zudem könnten die Ergebnisse dazu genutzt werden, Navigationshilfen für Menschen mit Sehbehinderungen zu entwickeln, indem sie das Zusammenspiel von visuellen und inneren Signalen besser verstehen.
Die Studie wurde vom National Eye Institute (NIH) gefördert und ist Teil der Bemühungen der Society for Neuroscience, hochmoderne neurowissenschaftliche Forschung einem breiten Publikum zugänglich zu machen.
Über die Society for Neuroscience:
Die 1969 gegründete Society for Neuroscience ist die weltweit größte Organisation von Wissenschaftlern und Ärzten, die sich der Erforschung des Gehirns und des Nervensystems widmen. Mit rund 35.000 Mitgliedern in über 95 Ländern fördert sie die Veröffentlichung innovativer Forschungsergebnisse und unterstützt die globale wissenschaftliche Gemeinschaft.
Quelle:
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1765-24.2025
