Gehirnaktivität auf zellularer Ebene beobachtet

Neues Verfahren macht einzelne Neuronen erkennbar

Wissenschaftler der Carnegie Mellon University haben ein Verfahren entwickelt, das es erstmals ermöglicht, die Gehirnaktivität live bis auf die zellulare Ebene zu beobachten. Es soll dafür eingesetzt werden, um festzustellen, wie Medikamente bei psychiatrischen Erkrankungen bestimmte Neuronen beeinflussen. Das Team um Alison Barth hofft, dass diese Entwicklung in der Folge zu neuen Behandlungsansätzen für Erkrankungen wie Schizophrenie führen wird. Die Ergebnisse wurden in dem Fachmagazin Journal of Neuroscience veröffentlicht.

Wissenschaftler haben bisher Bereiche des Gehirns abgebildet, die für bestimmte Aufgaben wie Erinnerung, Verhalten oder Wahrnehmung entscheidend sind. Es war jedoch laut BBC nicht möglich, individuelle Nervenzellen genau zu erkennen. Um diese Beschränkung zu überwinden, wurden Versuche mit Mäusen durchgeführt. Barth veränderte die Gene der Tiere dahingehend, dass ein fluoreszierendes Protein aufleuchtet, wenn eine bestimmte Nervenzelle aktiviert wird. Mittels dieses Verfahrens gelang es, jene Gehirnregion bis auf die zellulare Ebene zu bestimmen, die an der Verarbeitung der sensorischen Information eines einzelnen Haares beteiligt war. Damit ist es laut Barth erstmals gelungen, Veränderungen in der Aktivität von Nervenzellen als Reaktion auf einen sensorischen Reiz bei lebenden Tieren sichtbar zu machen. „Unsere transgene Maus ist ein neues Hilfsmittel zur Sichtbarmachung eines einzelnen Neurons, das als Reaktion auf eine Erfahrung des Tieres aktiviert wurde.“ Die Wissenschaftlerin hat die neu geschaffenen Mäuse patentieren lassen und die Lizenz zur kommerziellen Verwertung abgegeben.

Bei der Untersuchung zum Beispiel von Angstgefühlen könnten mit dem neuen Verfahren entscheidende Unterschiede sichtbar gemacht werden. Wird einer Person laut Barth Angst eingejagt, gibt es bestimmte Neuronen, die auf dieses Gefühl reagieren. Es müssen aber nicht alle diese Zellen auf die gleiche Art und Weise reagieren. „Es kann Zellen geben, die viel stärker reagieren und die Aktivität dieser Zellen ist entscheidend wichtiger als die anderer. Das neue Verfahren ermöglicht es, jene Zellen zu identifizieren, die am stärksten verändert werden. Anschließend können die Eigenschafen dieser Neuronen identifiziert werden und Medikamente präzise auf sie abgestimmt werden.“