Neurobiologie und Biosensorik

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Neuronale Mechanismen des Hörens und ihre Evolution sind das zentrale Thema der Forschung von Professor Manfred Kössl. Bei Säugern ist es das Innenohr, das die Schallwellen der Umgebung aufnimmt. Seine Nerven leiten elektrische Impulse an die Gehörzentren bis hin zur Großhirnrinde weiter. Sinneszellen des Innenohrs sind auch in der Lage, leisen Schall zu verstärken und selbst Schall zu produzieren. Kössls Arbeitsgruppe untersucht diese Grundlagen unseres Gehörs und erforscht die aktiven Mechanismen der Schallwahrnehmung genauso wie ihre Kontrolle durch neuronale Zentren im Gehirn. Diese Rückkopplung ist vor allem für das fokussierte Hören einer bestimmten Geräuschquelle wichtig. Gemessen wird die Aktivität der Nerven-und Sinneszellen mit elektrophysiologischen und bioakustischen Methoden. Ebenso werden an Tier und Mensch psychophysische Versuche zu kognitiven Prozessen durchgeführt. Die Erkenntnisse fließen in die Analyse der Hörfunktionsstörung Tinnitus ein. Hörorgane von Insekten werden als einfaches Modellsystem für die Mikromechanik des Gehörs mit Laserverfahren untersucht.

In enger Zusammenarbeit mit der Universität Havanna erforscht das Team die evolutionäre Entwicklung der Gehörorgane. Als Modelltiere dienen dabei Fledermäuse. Ihr Innenohr ist besonders sensitiv: Sie hören Töne hoher Frequenzen sehr viel besser als der Mensch. Darüber hinaus sind Fledermäuse durch Echoortung in der Lage, den Ort und die Beschaffenheit von Objekten zu erkennen. Kössls Studien dazu gehen vor allem der Wahrnehmung von Zeit und ihrer Verarbeitung im Kortex der Fledermäuse nach. „Wir haben herausgefunden, dass die zuständigen neuronalen Schaltkreise anders als beim Menschen nicht in einer sogenannten sensitiven Entwicklungsperiode des Säuglings ausgebildet werden, sondern genetisch fixiert sind und sich bereits pränatal entwickeln zugunsten einer größeren Zuverlässigkeit“, berichtet Kössl. Seine Mitarbeiter konnten zeigen, dass Zeitverarbeitung topographisch auf dem Cortex angeordnet und in modellierten „Zeitkarten“ darstellbar ist, der sogenannten Chronotopie.

Eine Verbindung der Lehre von Grundlagenforschung, kognitiven und klinischen Neurowissenschaften bildet der Masterstudiengang „Interdisciplinary Neuroscience“, der gemeinsam von verschiedenen Fachbereichen der Universität Frankfurt angeboten und von Kössl geleitet wird.

Zur Person

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An sein Studium der Biologie in München und Tübingen schloss Kössl seine Dissertation über Frequenzwahrnehmung im Hörsystem von Fledermäusen an. Als von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderter Postdoktorand forschte er von 1988 bis 1990 an der University of Sussex über die Physiologie der Haarzellen, bevor er sieben Jahre lang als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zoologischen Institut der Universität München arbeitete. 1994 wurde Kössl dort mit einer neurobiologischen Arbeit über das Innenohr bei Säugern habilitiert. Von 1997 an war er Heisenberg- Stipendiat der DFG, bis er 2001 den Ruf an die Universität Frankfurt annahm.

Kontakt:

Prof. Dr. Manfred Kössl
Institut für Zellbiologie und
Neurowissenschaft
Max-von-Laue-Str. 13
(Biologicum, Flügel A)
60438 Frankfurt am Main
Telefon: +49 (0)69 798 42050
E-Mail: Koessl@bio.uni-frankfurt.de
www.bio.uni-frankfurt.de