Mikroableitungen einzelner zentraler Vestibularisneurone von Knochenfischen bei Statolithenreizen

Zusammenfassung

• 1. Aus der Medulla oblongata und dem Kleinhirn (Valvula cerebelli) von Knochenfischen wurden mit Drahtelektroden Einzelneuronentladungen bei Statolithenreizen abgeleitet. Es fanden sich spezifische Reaktionen der Neurone auf seitliches Kippen der Tiere um ihre Längsachse.

• 2. Die regelmäßige Ruheentladung der Neurone in Normallage des Fisches zeigt mit dem Kippwinkel in einer Richtung eine kontinuierliche Frequenzsteigerung, in der entgegengesetzten Richtung eine Frequenzabnahme. Jeder Lage des Tieres ist eine bestimmte Frequenz zugeordnet, die sich sofort einstellt und über mehrere Sekunden unverändert bleibt.

• 3. Stellt man die Frequenzwerte eines Neurons als Funktion des Kippwinkels dar, so lassen sich nach ihrer Verlaufsform 4 Reaktionstypen unterscheiden:

• a) Die Frequenzänderung ist im ganzen Kippwinkelbereich von 180° kontinuierlich und im Idealfall sinusförmig: Lineare Beziehung zwischen Reiz (Scherung des Statolithen) und Erregung.

• b) Der Kurvenverlauf ist in einer Kipprichtung wesentlich steiler als in der anderen, in der er sich allmählich einem Endwert nähert.

• c) Die Ruheaktivität bleibt in einer Kipprichtung unverändert, in der anderen steigt oder fällt sie mit dem Kippwinkel. Möglicherweise haben diese Neurone eine stabilisierende Funktion ähnlich den A-Neuronen des optischen Cortex.

• d) Ein Teil der Neurone erreicht nach steilem Frequenzverlauf zur aktivierten Seite jenseits der Normallage die Frequenz 0. Einige sind sogar in Normallage stumm.

• 4. Einige Neurone zeigen bei Kippwinkeländerungen zusätzliche Beschleunigungsreaktionen. Diese wohl mit dem Bogengangsapparat koordinierten Neurone können über die Lageanzeige hinaus alarmierende Signale bei Lageveränderungen geben.

• 5. Das Erregungsniveau kann je nach der vorher durchlaufenen Extremlage und bei längerem Verweilen in einer Stellung fallen oder steigen. Adaptation auf die Ruhefrequenz findet jedoch nicht statt, ein Frequenzgefälle bezogen auf den Kippwinkel bleibt stets gewahrt.

• 6. Ändert sich die Ausgangsfrequenz im Laufe einer Ableitung, so verschieben sich die Frequenz-Kippwinkelkurven fast parallel zueinander. Der Frequenzverlauf erweist sich somit als charakteristische Eigenschaft eines jeden Neurons.

• 7. Einige Neurone hatten eine um Sekunden gegenüber dem Kippwinkel verzögerte Reaktion und weniger scharfe Frequenzänderungen. Vermutlich handelt es sich um Elemente einer höheren Koordinationsebene (Regulation der Augen- oder Körperstellung?).

• 8. Die Beziehungen der zentralen Vestibularisneurone zu den Entladungen der Sinneszellen einerseits und zum Verhalten des Tieres andererseits werden besprochen und die Bedeutung für die zentrale Koordination und das Erregungsgleichgewicht des ZNS erörtert.