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 Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise