psychoneuro 2008; 34(9): 394
DOI: 10.1055/s-0028-1091305
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Neuronenforschung - Denkprozesse sichtbar gemacht?

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Publikationsdatum:
19. November 2008 (online)

 

Eine neue Methode erlaubt es, die Kommunikation ganzer Neuronengruppen über einen längeren Zeitraum zu beobachten. Hierzu wurde ein spezieller Sensorproteinkomplex entwickelt, der an gelb- und cyanfluoreszie-rende Proteine (YFP bzw. CFP) gekoppelt ist und auf die Bindung von Kalziumionen reagiert. Nach dem viralen Gentransfer in die Neuronen lebender Mäuse ist der Komplex in der Lage, ein Aktionspotenzial anzu-zeigen: Der durch ein Aktionspotenzial ausgelöste Anstieg des intrazellulären Kalziumspiegels führt zu einer Kalziumbindung an den Komplex und triggert damit eine Änderung seiner 3D-Struktur mit der Folge, dass die beiden Fluoreszenzproteine enger zusammenrücken. Durch Energieübertragung erfolgt ein Farbwechsel zu Gunsten einer Emission im gelben Bereich. Gezielte elektrische Aufnahmen der Neuronenaktivität nach dem Auslösen eines Reizes bestätigten, dass der Farbwechsel tatsächlich mit dem Abfeuern der Aktionspotenziale übereinstimmen.

Bislang wurde das Aktionspotenzial mit Mikroelektroden gemessen, doch können auf diese Weise nur eine begrenzte Anzahl von Zellen bei ihrer Kommunikation untersucht werden.

Diese neue Methode erlaubt es nun, die Gehirnaktivität über viele Monate hinweg auch optisch zu beobachten und bietet neue Ansätze, um z.B. frühzeitig Fehlfunktionen bei neurologischen Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Chorea Huntington zu erkennen. "Mit dieser Methode können wir genauer verstehen, wie das menschliche Gehirn komplexe Denkprozesse regelt und wie es beispielsweise zahlreichen Sinneseindrücke in langlebige Erinnerungen verwandelt", so Dr. Mazahir Hasan, Max-Planck-Insitut für medizinische Forschung, Heidelberg. Die fluoreszierenden Proteine könnten außerdem Aufschluss darüber geben, wie sich normale Alterungsprozesse auf die Kommunikation von Nervenzellen auswirken.

Quelle: Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft vom 24. September 2008

Literatur

  • 01 Hasan MT . et al . PLoS Biol. 2004;  2 e163
  • 02 Wallace DJ . et al . Nat Methods 2008; [Epub ahead of print]. 
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