Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie unser Gehirn entsteht

29.10.2012
Es ist eine zentrale Frage rund um die Spezies Mensch: Wie kommt es, dass wir denken? Und wie entsteht dieses Organ, mit dem wir es tun: unser Gehirn?

Ein Forscherteam der Universität Leipzig hat sich dieser Frage angenommen und sogenannte "neuronale Wachstumskegel" näher untersucht, die dabei eine besondere Rolle spielen. Veröffentlicht haben Thomas Fuhs, Lydia Reuter und Iris Vonderhaid aus der Arbeitsgruppe von Professor Josef A. Käs, tätig in der Abteilung Physik weicher Materie an der Fakultät für Physik und Geowissenschaften, sowie Professor Dr. Thomas Claudepierre, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Leipzig, ihre Ergebnisse jetzt in einem Artikel in der renommierten Fachzeitschrift „Cytoskeleton“. Er ist seit wenigen Tagen online und wird in Kürze auch im Heft erscheinen.

Das Säugetiergehirn beginnt seine Entwicklung nicht als vernetztes Gebilde. Die einzelnen Nervenzellen vernetzen sich erst im Laufe der Zeit. Hierzu senden die Nervenzellen Neurite aus. Wenn sich zwei Neurite treffen, können sie eine Synapse bilden und so eine Verbindung zwischen den beiden Nervenzellen herstellen. An der Spitze jedes wachsenden Neurits befindet sich ein "Wachstumskegel".

Die Forschergruppe um Thomas Fuhs hat besonders die Frage interessiert, wie stark so ein Wachstumskegel ist. Welche Hindernisse kann er aus dem Weg schieben, und wann scheitert er? Dazu haben sie den Wachstumskegeln "Hindernisse" in den Weg gesetzt, die mit der Tastfeder eines Rasterkraftmikroskops verbunden sind. Wenn der Wachstumskegel weiter wächst, drückt er gegen das Hindernis - und diese Kraft lässt sich mit dem Rasterkraftmikroskop aufzeichnen. Um gegen ein Hindernis drücken zu können, muss sich der Wachstumskegel am Substrat festhalten und steif genug sein, um nicht zwischen Hindernis und Substrat zerquetscht zu werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass Wachstumskegel des zentralen Nervensystems im Vergleich zu anderen Zellen geringere Kräfte erzeugen. Darüber hinaus sind sie deutlich weicher als die meisten anderen Zellen, wie etwa Fibroblasten oder Endothelzellen. Wieso haben aber grade diese Zellen, die für die Steuerung des ganzen Organismus verantwortlich sind, so schlechte Karten wenn es darum geht, ihr Ziel zu erreichen? Es könnte zu ihrem eigenen Schutz sein. Denn ihre normale Umgebung im Gehirn besteht aus ebenfalls sehr weichen Gliazellen. In dieser weichen Umgebung sind die erzeugten Kräfte dann wieder ausreichend. Zum anderen ist das Gehirn von Blutgefäßen durchzogen, in diese sollten sich die Neuriten nicht verirren.

Die Wände von Blutgefäßen im Hirn sind über eine Größenordnung steifer als Wachstumskegel, und damit für diesen quasi undurchdringlich. Nachteilig kann sich die Schwäche der Wachstumkegel allerdings auswirken, wenn sich geschädigtes Gewebe in Folge einer Verletzung verhärtet.

Dieser Aspekt hat in der bisherigen Forschung zur Neuroregeneration praktisch keine Rolle gespielt. Nun hofft die Forschergruppe, mit ihrer Arbeit ein weiteres Puzzleteil bei der Antwort auf die Frage, wie unser Gehirn entsteht, hinzufügen zu können. Und vielleicht hilft das beim Verständnis, warum sich das zentrale Nervensystem nach Verletzungen nicht regeneriert.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Josef A. Käs
Telefon: +49 341 97-32470
E-Mail: jkaes@physik.uni-leipzig.de
www.uni-leipzig.de/~pwm
Thomas Fuhs
Physik weicher Materie
Telefon: +49 341 97-32486
E-Mail: TFuhs@physik.uni-leipzig.de
www.uni-leipzig.de/~pwm

Ronny Arnold | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Krankheitserreger im Visier
09.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Wie überleben Nervenzellen? Forschungsteam versucht den Zelltod zu stoppen
04.10.2018 | DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

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

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

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