Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Falsch verbunden

25.04.2016

Gestörte Erregungsleitung im Großhirn birgt neue Erkenntnisse für Epilepsieforschung

Eine Forschungsgruppe des Exzellenzclusters BrainLinks-BrainTools um die Neurobiologin Prof. Dr. Carola Haas, die auch Mitglied am Bernstein Center Freiburg ist, hat einen Mechanismus entdeckt, der an der Entstehung von Schläfenlappenepilepsie beteiligt sein könnte.


Dreidimensionale Darstellung der Körnerzellen im Hippocampus (grün) und den einlaufenden Fasern der Großhirnrinde (magenta) mit Hilfe fluoreszierender Farbstoffe. Copyright: Cerebral Cortex / Oxford University Press

In ihrem Artikel für die Fachzeitschrift „Cerebral Cortex“ hat das größtenteils in der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg ansässige Team anschaulich gemacht, wie vom Schläfenlappen ausgehende Reize sowie die Veränderung bestimmter Synapsen und Nervenzellen ihre Fortleitung verstärken und somit das Anfallspotenzial erhöhen.

Auf Grundlage präziser Markierungstechniken und durch den Einsatz von genetisch veränderten Mäusen visualisierten die Forscherinnen und Forscher die Fasersysteme und die synaptischen Kontakte zwischen Schläfenlappen und Hippocampus.

Im gesunden Hirn führt vom Rand des Schläfenlappens, welcher für die sprachliche Auffassung und visuelle Erkennung eine Rolle spielt, ein Signalweg zum Hippocampus, einer vor allem für die Bildung von Gedächtnisinhalten wichtigen Zone des Großhirns. Aus anatomischer Sicht verläuft der Eingangskanal zum Hippocampus über ein Fasersystem, in welchem elektrische Signale zu bestimmten Zellgruppen übertragen werden.

In der ersten Zellgruppe werden die Reize sortiert, an die nächste Zellgruppe weitergeleitet und dann wieder zum Schläfenlappen zurückgeschickt. Vereinfacht gesprochen werden so Informationen über die Umwelt für deren Weiterverarbeitung in einem anderen Teil des Gehirns aufbereitet und abgespeichert.

Was aber passiert innerhalb dieses Regelkreises bei Epilepsie? Haas und ihre Kolleginnen und Kollegen wiesen nach, dass kurz nach dem Ingangsetzen einer epileptischen Reaktion das Signal vom Hippocampus zurück zum Schläfenlappen – also der letzte Schritt – ausbleibt, während es auf dem Weg zum Hippocampus intakt bleibt.

Überraschend für die Forscher war, dass innerhalb dieses Schaltkreises neue synaptische Kontakte entstehen und die Größe sowie Komplexität der Synapsen zunimmt. Diese Formveränderungen könnten dazu führen, dass Signale verstärkt weitergegeben werden und letztlich das Anfallsrisiko erhöhen.

In-vitro-Untersuchungen bestätigten die Vermutung, dass einer der beteiligten Zelltypen bei epileptischen Mäusen erregter ist als normal. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Zellen womöglich als weitläufig verschaltete epileptische Knotenpunkte im Hippocampus fungieren und dass der Erregungskreislauf insbesondere dort krankhafte Veränderungen bewirken könnte. „Die Frage ist von besonderer Bedeutung, da bislang noch nicht ganz klar ist, welche Faktoren im Hippocampus zur Auslösung epileptischer Anfälle beitragen”, sagt Haas.

Das Team möchte deshalb als nächstes die gesamte veränderte Signalkette zwischen Schläfenlappen und Hippocampus erforschen. Im Detail wird etwa zu untersuchen sein, ob die Verstärkung des Eingangssignals Ursache oder Folge epileptischer Aktivität ist. Interessant zu wissen wäre für die Forscher auch, auf Basis welcher molekularer Mechanismen es zu synaptischen Veränderungen kommt.

Vermutlich könnten weitere Untersuchungsschritte die Entdeckung neuer therapeutischer oder vorbeugender Strategien nach sich ziehen. Ein therapeutisches Potenzial sieht Haas in der Modifizierung der betroffenen Stellen: „Wenn wir die Erregung des Hippocampus, etwa durch zellspezifische genetische Manipulation, mindern können, wäre es vielleicht möglich, den Schweregrad der Epilepsie zu senken und gleichzeitig die Nebenwirkungen der Therapie zu verringern. Allerdings bedarf es weiterer Forschung, um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen.”

Originalveröffentlichung

Janz P, Savanthrapadian S, Häussler U, Kilias A, Nestel S, Kretz O, Kirsch M, Bartos M, Egert U, Haas CA (2016) Synaptic remodeling of entorhinal input contributes to an aberrant hippocampal network in temporal lobe epilepsy. Cerebral Cortex.

DOI: 10.1093/cercor/bhw093

URL: http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2016/04/12/cercor.bhw093.short?rs...

Kontakt:
Prof. Dr. Carola Haas
Leiterin
Sektion Grundlagen epileptischer Erkrankungen
Klinik für Neurochirurgie
Universitätsklinikum Freiburg
Tel.: 0761/270-52950
E-Mail: carola.haas@uniklinik-freiburg.de

Levin Sottru
Science Communicator
Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-67721
E-Mail: sottru@blbt.uni-freiburg.de

Michael Veit
Science Communicator
Bernstein Center Freiburg
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-9322
E-Mail: michael.veit@bcf.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2016/pm.2016-04-22.59

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einblick in die dunkle Materie des Genoms
20.11.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

nachricht Neuer Weg entdeckt, um Killerzellen «umzuprogrammieren»
19.11.2019 | 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: Kleine Teilchen, große Wirkung: Wie Nanoteilchen aus Graphen die Auflösung von Mikroskopen verbessern

Konventionelle Lichtmikroskope können Strukturen nicht mehr abbilden, wenn diese einen Abstand haben, der kleiner als etwa die Lichtwellenlänge ist. Mit „Super-resolution Microscopy“, entwickelt seit den 80er Jahren, kann man diese Einschränkung jedoch umgehen, indem fluoreszierende Materialien eingesetzt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Polymerforschung haben nun entdeckt, dass aus Graphen bestehende Nano-Moleküle genutzt werden können, um diese Mikroskopie-Technik zu verbessern. Diese Nano-Moleküle bieten eine Reihe essentieller Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Materialien, die die Mikroskopie-Technik noch vielfältiger einsetzbar machen.

Mikroskopie ist eine wichtige Untersuchungsmethode in der Physik, Biologie, Medizin und vielen anderen Wissenschaften. Sie hat jedoch einen Nachteil: Ihre...

Im Focus: Small particles, big effects: How graphene nanoparticles improve the resolution of microscopes

Conventional light microscopes cannot distinguish structures when they are separated by a distance smaller than, roughly, the wavelength of light. Superresolution microscopy, developed since the 1980s, lifts this limitation, using fluorescent moieties. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now discovered that graphene nano-molecules can be used to improve this microscopy technique. These graphene nano-molecules offer a number of substantial advantages over the materials previously used, making superresolution microscopy even more versatile.

Microscopy is an important investigation method, in physics, biology, medicine, and many other sciences. However, it has one disadvantage: its resolution is...

Im Focus: Mit künstlicher Intelligenz zum besseren Holzprodukt

Der Empa-Wissenschaftler Mark Schubert und sein Team nutzen die vielfältigen Möglichkeiten des maschinellen Lernens für holztechnische Anwendungen. Zusammen mit Swiss Wood Solutions entwickelt Schubert eine digitale Holzauswahl- und Verarbeitungsstrategie unter Verwendung künstlicher Intelligenz.

Holz ist ein Naturprodukt und ein Leichtbauwerkstoff mit exzellenten physikalischen Eigenschaften und daher ein ausgezeichnetes Konstruktionsmaterial – etwa...

Im Focus: Eine Fernsteuerung für alles Kleine

Atome, Moleküle oder sogar lebende Zellen lassen sich mit Lichtstrahlen manipulieren. An der TU Wien entwickelte man eine Methode, die solche „optischen Pinzetten“ revolutionieren soll.

Sie erinnern ein bisschen an den „Traktorstrahl“ aus Star Trek: Spezielle Lichtstrahlen werden heute dafür verwendet, Moleküle oder kleine biologische Partikel...

Im Focus: Atome hüpfen nicht gerne Seil

Nanooptische Fallen sind ein vielversprechender Baustein für Quantentechnologien. Forscher aus Österreich und Deutschland haben nun ein wichtiges Hindernis für deren praktischen Einsatz aus dem Weg geräumt. Sie konnten zeigen, dass eine besondere Form von mechanischen Vibrationen gefangene Teilchen in kürzester Zeit aufheizt und aus der Falle stößt.

Mit der Kontrolle einzelner Atome können Quanteneigenschaften erforscht und für technologische Anwendungen nutzbar gemacht werden. Seit rund zehn Jahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage 2020: „Mach es einfach!“

18.11.2019 | Veranstaltungen

Humanoide Roboter in Aktion erleben

18.11.2019 | Veranstaltungen

1. Internationale Konferenz zu Agrophotovoltaik im August 2020

15.11.2019 | Veranstaltungen

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

Kleine Teilchen, große Wirkung: Wie Nanoteilchen aus Graphen die Auflösung von Mikroskopen verbessern

20.11.2019 | Materialwissenschaften

Eisberge als Nährstoffquelle - Führt der Klimawandel zu mehr Eisendüngung im Ozean?

20.11.2019 | Geowissenschaften

Gehen verändert das Sehen

20.11.2019 | Medizin Gesundheit

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