Eine Technik, die bunte Verbindungen im Gehirn zeigt

Eine Technik, die bunte Verbindungen im Gehirn zeigt
Eine Technik, die bunte Verbindungen im Gehirn zeigt
Anonim

Die Verbindungen zwischen Neuronen in einem jungen, wachsenden Gehirn sind dynamischer und veränderlicher als bisher angenommen, laut einer Forschung, die auf einer neuen Technik basiert, die die Gehirnsch altkreise einer lebenden Maus enthüllt.

Ein Neuron sieht ein bisschen aus wie ein Baum: seine Äste sind Dendriten, die Eingaben entgegennehmen, und seine Wurzeln sind die Axone, die Ausgaben senden. Wo Axone und Dendriten verschiedener Neuronen zusammenkommen, können sie Verbindungen – oder Synapsen – herstellen, die Signale weiterleiten und Sch altkreise im Gehirn bilden.

Um diese Verbindungen zu untersuchen, haben Wissenschaftler traditionell Netzwerke von Neuronen in Petrischalen gezüchtet - aber dort sind Netzwerke in ihrer Fähigkeit, Gehirnzellen in einem lebenden, sich entwickelnden Lebewesen nachzuahmen, begrenzt.Daniel Kerschensteiner von der Washington University School of Medicine in St. Louis ist einer der ersten, der Verbindungen im Nervensystem lebender Mäuse untersucht, indem er Gene in Neuronen einfügt, die sie veranlassen, fluoreszierende Moleküle zu produzieren.

"Das Neue ist, dass wir bestimmte Paare prä- und postsynaptischer Zellen und ihre Verbindungen in einem intakten Kreislauf markieren können", sagt Kerschensteiner. "Niemand hat das wirklich vorher gemacht."

Wenn sie durch die bildgebende Technik namens Zwei-Photonen-Mikroskopie mit Energie versorgt werden, fluoreszieren die Moleküle in verschiedenen Farben und enthüllen die Struktur und Konnektivität von Sch altkreisen im Gehirn.

Dieser Ansatz hat bereits zu überraschenden Erkenntnissen geführt. Untersuchungen der Neuronen in der Netzhaut von Mäusen haben beispielsweise gezeigt, dass sich neuronale Verbindungen ziemlich spät in der Entwicklung eines Tieres dramatisch ändern können – in seiner zweiten Lebenswoche, lange nachdem die Anordnung von Axonen und Dendriten bereits festgelegt wurde.

In laufenden Experimenten hofft Kerschensteiner, das Verständnis der Wissenschaft darüber, wie ein sich entwickelndes Gehirn seine Verbindungen neu organisiert, während es wächst, weiter zu verfeinern - sowie die internen Mechanismen hinter dieser Neuordnung und wie sehr es von den Erfahrungen und der äußeren Umgebung eines Tieres beeinflusst wird.

Die Präsentation „Imaging the Development of Neural Circuits in the Mammalian Retina“findet am 25. Oktober auf der Frontiers in Optics (FiO) 2010/Laser Science XXVI – dem 94. Jahrestreffen der Optical Society (OSA), die zusammen mit dem Jahrestreffen der American Physical Society (APS) Division of Laser Science vom 24. bis 28. Oktober im Rochester Riverside Convention Center in Rochester, N.Y., abgeh alten wird.

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