Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche Gehirnstrukturen - Erstmalig nachgebildete Netzwerke aus Nervenzellen in 3D möglich

22.07.2008
Gruppenleiterin am DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden ermöglicht mit ihrer Entdeckung neue Wege in der neuronalen Grundlagenforschung

Wie verständigen sich Nervenzellen untereinander? Unter welchen Bedingungen bilden sie neue Nervenverbindungen im Gehirn?

Diese und andere wichtige Fragen der neuronalen Grundlagenforschung sind im lebenden Organismus sehr schwierig zu erforschen, da das Gehirn sehr komplex ist und es nur sehr eingeschränkt möglich ist, die Aktivität mehrerer Zellen gleichzeitig zu erfassen.

Dr. Sophie Pautot, Forschungsgruppenleiterin am DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) und ihre Kollegen von der kalifornischen Universität in Berkeley entwickelten nun erstmalig ein künstliches Modellsystem, in dem lebende Nervenzellen auf Kügelchen aus Glas ein dreidimensionales Netzwerk bilden.

... mehr zu:
»Nervensystem »Nervenzelle

In der aktuellen Augustausgabe von Nature Methods beschreiben die Forscher die neuartige Methode bei der die im Mikroskop unsichtbaren Glaskügelchen ein bewegliches, "mehrstöckiges" Gerüst bilden. Auf diesem können die lebenden Nervenzellen zu einem dreidimensionalen Netzwerk wachsen, das in Dichte und Struktur genauso geformt ist wie das eines Gehirns. Bisher ist Forschern die Bildung künstlicher Nervennetzwerke nur auf zweidimensionaler Ebene gelungen. Durch spezielle Beschichtungen der Kügelchen kann außerdem die Ausrichtung der wachsenden Nervenzellen bestimmt werden kann, wodurch Wachstumsprozesse von Synapsen (Kontaktstellen zwischen Nervenzellen) begünstigt werden.

Die Vorteile der durch Pautot und ihre Kollegen entwickelten Methode sind vielfältig: durch die Verlagerung einzelner Glaskügelchen ist die genetische Manipulation einzelner Nervenzellen problemlos möglich. "Mit diesem Verständnis kann es in Zukunft möglich sein für Krankheiten des Nervensystems, wie z.B. Parkinson oder Alzheimer, neue Therapien zu entwickeln" erklärt Pautot. "In der Grundlagenforschung eröffnen sich durch die neue Methode allerdings schon jetzt neue Möglichkeiten das Nervensystem als Ganzes zu erforschen." Die Pharmaindustrie kann die Methode bei Medikamenten einsetzen, die auf die Heilung von Nerven abzielen. So kann der Einfluss der Medikamente auf ein größeres Nervennetzwerk getestet werden kann, das ähnliche Eigenschaften wie das gesamte Nervensystem besitzt.

In Zukunft möchten Sophie Pautot und ihre Kollegen von der kalifornischen Berkely Universität das 3D-Modell mit verschiedenen anderen Neuronen testen, sowie neue Mikroskopie-Techniken entwickeln, die es ermöglichen alle Ebenen des 3D Netzwerkes abzubilden. Die Methode der 3D-Netzwerke ist so neuartig, dass optisch nicht alle Ebenen mit herkömmlichen Techniken abgebildet werden können.

Der Artikel ist online schon jetzt auf den Webseiten von Nature Methods verfügbar. Unter http://www.nature.com/nmeth/journal/vaop/ncurrent/index.html können Sie kostenlos den Abstract des Artikels einsehen.

Sophie Pautot, Claire Wyart & Ehud Y Isacoff, "Colloid-guided assembly of oriented 3D neuronal networks." Nature Methods.

Published online: 20. Juli 2008 | doi:10.1038/nmeth.1236

Hintergrund: CRTD

Das CRTD wurde im Oktober 2006 als das Exzellenzcluster der TU Dresden "From Cells to Tissues to Therapies" in der Exzellenzinitiative des Bundes bewilligt und ist bisher das einzige in den neuen Bundesländern. Die Forschung im Zentrum hat zum Ziel regenerative Therapien für Krankheiten, wie Diabetes, Parkinson, oder Herz-Kreislauferkrankungen zu entwickeln. Das CRTD hat einen starken Netzwerkcharakter mit etwa 80 Mitgliedern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen Dresdens und mehreren Partnern aus der Wirtschaft.

Katrin Bergmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.crt-dresden.de
http://www.crt-dresden.de/index.php?id=183
http://www.nature.com/nmeth/journal/vaop/ncurrent/index.html

Weitere Berichte zu: Nervensystem Nervenzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Enzym mit überraschender Doppelfunktion
24.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Flexibilität und Ordnung - die Wechselwirkung zwischen Ribonukleinsäure und Wasser
24.01.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher decken die grundsätzliche Limitierung im Schlüsselmaterial für Festkörperbeleuchtung auf

Zum ersten Mal hat eine internationale Forschungsgruppe den Kernmechanismus aufgedeckt, der den Indium(In)-Einbau in Indium-Galliumnitrid ((In, Ga)N)-Dünnschichten begrenzt - dem Schlüsselmaterial für blaue Leuchtdioden (LED). Die Erhöhung des In-Gehalts in InGaN-Dünnschichten ist der übliche Ansatz, die Emission von III-Nitrid-basierten LEDs in Richtung des grünen und roten Bereiches des optischen Spektrums zu verschieben, welcher für die modernen RGB-LEDs notwendig ist. Die neuen Erkenntnisse beantworten die langjährige Forschungsfrage: Warum scheitert dieser klassische Ansatz, wenn wir versuchen, effiziente grüne und rote LEDs auf InGaN-Basis zu gewinnen?

Trotz der Fortschritte auf dem Gebiet der grünen LEDs und Laser gelang es den Forschern nicht, einen höheren Indium-Gehalt als 30% in den Dünnschichten zu...

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Enzym mit überraschender Doppelfunktion

24.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neuartiger hoch-produktiver Prozess für robuste Schichten auf flexiblen Materialien

24.01.2018 | Messenachrichten

Neuartiger Sensor zum Messen der elektrischen Feldstärke

24.01.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics