Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Virtueller Blick in das Zebrafischgehirn

18.06.2012
Freiburger Forscher entwickeln Software zum automatischen Vergleich ganzer Gehirne

Es ist ein lange gehegter Traum des Menschen, das Gehirn als Ganzes zu begreifen und nicht nur die Funktion einzelner Nervenzellen zu verstehen.


Das Bild zeigt die Genexpression (angefärbt) dreier verschiedener Larven eines Zebrafisches in einem virtuellen Standardgehirn. Quelle: Uni Freiburg

Diesem Ziel ist ein Team um Juniorprofessor Dr. Olaf Ronneberger vom Institut für Informatik der Universität Freiburg sowie Prof. Dr. Wolfgang Driever, Entwicklungsbiologe am Institut für Biologie I, nun ein Stück näher gekommen.

Die Freiburger Forscher haben mikroskopische Aufnahmetechniken und eine Software entwickelt, mit denen sie in einem virtuellen dreidimensionalen Modell des Zebrafischgehirns sämtliche Gene und damit auch unterschiedliche auf die Nervenzellen einwirkende Faktoren anschauen und vergleichen können. Die renommierte Fachzeitschrift Nature Methods hat die Arbeit der Freiburger Forscher gerade in der aktuellen Ausgabe veröffentlicht.

Ihr Virtual Brain Explorer für Zebrafische (ViBE-Z) ordnet im Experiment gewonnene genetische Daten automatisch bestimmten Punkten einer unter gleichen Bedingungen angefertigten Hirnaufnahme zu. Der Zebrafisch ist als Modellorganismus bei Biologen und Medizinern besonders beliebt, weil sich viele der an ihm gewonnenen entwicklungs- und neurobiologischen Erkenntnisse auf den Menschen übertragen lassen. Die sehr detaillierten Informationen der Hirnaufnahme werden verwendet, um die neuen Daten mit einem Standardgehirn in einer Datenbank zu vergleichen.

Dies geschieht automatisch und mit einer Genauigkeit, die einzelne Zellen unterscheidet. Dazu entwickelte Olaf Ronneberger mit seinem Team neue Rechenverfahren, die sehr zuverlässig anatomische Strukturen im Zebrafischgehirn erkennen und in eine Datenbank des dreidimensionalen Gehirns übertragen.

Aus der Datenbank können die Wissenschaftler dann herauslesen, welche Gene in bestimmten Bereichen des Gehirns aktiv sind und wo welche Proteine die Hirnaktivität unter verschiedenen Versuchsbedingungen beeinflussen. So kann eine sehr große Anzahl von Faktoren, die gleichzeitig auf einen Hirnbereich einwirken, in integrierter Weise untersucht werden. „Damit verstehen wir das komplizierte Netzwerk Gehirn viel besser als in der Vergangenheit, und wir können erstmals unsere Daten mit denen aus einem Labor beispielsweise in Tokio oder Washington quantitativ im dreidimensionalen Raum vergleichen“, erklärt Wolfgang Driever. Die Freiburger Forscher werden ViBE-Z allen interessierten Kollegen zugänglich machen. Über ein Internetportal können Forscher dann überall auf der Welt ihre Bilder mitsamt ihrer genetischen Daten in das System einspeisen und nach etwa einer halben Stunde das daraus errechnete virtuelle Modell im Standardgehirn vom Freiburger Server herunterladen.

Wolfgang Driever und Olaf Ronneberger sind Mitglieder des Exzellenzclusters BIOSS. Wolfang Driever ist außerdem Internal Senior Fellow am Freiburg Institute for Advanced Studies, dem Forschungskolleg der Universität Freiburg.

Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Driever
Fakultät für Biologie, BIOSS, FRIAS
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2587
E-Mail: driever@biologie.uni-freiburg.de

Junior-Prof. Dr. Olaf Ronneberger
Institut für Informatik, BIOSS
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel: 0761-203-8285
E-Mail: ronneber@informatik.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen
16.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Geographie verrät das Alter von Viren
16.08.2017 | Universität Bern

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 entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie