Den Synapsen bei der Arbeit zusehen

Wissenschaftler der Universität Göttingen haben mit einer neuen Methode die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn lebender Fruchtfliegen beobachtet. Bislang wurden Fragen nach der Synapsenaktivität in der Regel an Gewebepräparationen oder einzelnen, kultivierten Zellen erforscht.

Mithilfe hochauflösender Multiphotonen-Mikroskopie konnten die Forscher nun erstmals verfolgen, wie bestimmte Synapsen im intakten Gehirn der Fruchtfliege Drosophila melanogaster auf Duftreize reagieren und wie sie sich verändern, wenn sie diesen Reizen über längere Zeit ausgesetzt sind. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Cell Reports erschienen.

Synapsen sind die Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen. Die Göttinger Neurobiologen züchteten Fruchtfliegen, die an ausgewählten Synapsen im Gehirn fluoreszierende Sensorproteine tragen: Diese ändern ihre fluoreszierenden Eigenschaften, wenn die Synapse auf Aktivität ihrer Nervenzelle reagiert.

Die Forscher konnten so genau beobachten, wie die Synapsen reagierten, wenn die Fliege mit Duftreizen konfrontiert wurde. Mehr noch: Waren die Fliegen über längere Zeit einem Apfelduft ausgesetzt, ließen sich spezifische Veränderungen an bestimmten Synapsen des Gehirns erfassen.

„Die Gehirne von Tieren sind plastisch und ermöglichen den Tieren, zu lernen, Gedächtnisse anzulegen und sich wechselnden Umweltbedingungen anzupassen“, erläutert der Leiter der Studie, Prof. Dr. André Fiala vom Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie und Anthropologie der Universität Göttingen.

„Wir konnten nun einen methodischen Zugang zum Gehirn eines lebenden Tieres schaffen, um zu beobachten, welche Synapsen sich aufgrund von bestimmten Erfahrungen ändern.“ Die Wissenschaftler hoffen, dass sich durch das gleichzeitige Registrieren der Plastizität einer Vielzahl an Synapsen Prinzipien herausfinden lassen, wie Gehirne gelernte Informationen in sich ständig ändernden komplexen Netzwerken von Nervenzellen anlegen und kodieren.

Originalveröffentlichung: Ulrike Pech et al. Optical Dissection of Experience-Dependent Pre- and Postsynaptic Plasticity in the Drosophila Brain. Cell Reports 2015. Doi: 10.1016/j.celrep.2015.02.065.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. André Fiala
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie und Anthropologie
Abteilung Molekulare Neurobiologie des Verhaltens
Julia-Lermontowa-Weg 3, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-177920
E-Mail: afiala@gwdg.de

http://www.uni-goettingen.de/de/186242.html