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Optogenetik : Mit kaltem Licht in finstere Seelen?

Laserstrahlen – heute faszinieren sie vor allem mit Lichtspielen, morgen durch ihre Wirkung auf die Materie im Kopf? Bild: dpa

Eine Neurotechnik, die das Gehirn sanft auf Trab bringen soll: Optogenetik und Lasertherapien können Verhalten steuern – und bald auch Hirnleiden wie Alzheimer lindern?

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          Es ist, als hätten Prediger und Literaten, Aphoristiker und Philosophen geahnt, welch unermessliche Kraft in der Natur des Lichts auch für die Hirnforschung liegt. Nimmt man einen Auszug aus der Lutherbibel, könnte der wie das Gleichnis für die junge Epoche der biomedizinischen Neurotechnik verstanden werden: „Die Nacht ist vorgerückt, der Tag aber nahe herbeigekommen. So lasst uns ablegen die Werke der Finsternis und anlegen die Waffen des Lichts.“ Finsternis: Niemals war die Zahl der an Hirnleiden und Seelenqualen leidenden Menschen größer als heute, die alternde Gesellschaft und der Leistungsgedanke fordern ihren Tribut, die Überforderung erfasst schon junge Menschen, und nicht zuletzt die Erfolge der Medizin und Pharmakologie sorgen dafür, weil aus schnellem Siechtum oft langes, chronisches Leid wird.

          Joachim Müller-Jung
          Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Selbst viele der Erfolge freilich münden in Finsternis. Statt zu heilen, ist die Medizin darauf angewiesen, unser Gehirn ein Leben lang auf Trab zu halten, seine wertvollen Funktionen mühsam zu erhalten. Darin allerdings scheint sie nun dank eines florierenden Bioingenieurwesens immer einfallsreicher zu werden. Psychopharmaka, von denen es Jahrzehnte lang kaum etwas Neues zu berichten gab, werden mittlerweile ergänzt durch elektrische und magnetische Stimulation – wahlweise mit Elektroden, die gezielt ins Gehirn führen, oder mit nichtinvasiven Pads, die den Gleichstrom sanft durch die Schädeldecke zu den Neuronen leiten.

          Mit der Optogenetik kann jede einzelne Nervenzelle ins Visier genommen werden

          Es wird viel probiert mit Strom. Nun also auch mit Licht. Es ist die vielleicht spektakulärste Neuerung der Neurotechniken, und wenn man vor ein paar Jahren Hirnforscher oder Psychiater gefragt hätte, wie sie in die Tiefen des Gehirns mit seinem diffusen, wiewohl hochgradig organisierten Geflecht aus hundert Milliarden Nervenzellen vordringen können, die wenigsten hätten das Licht als geeignetes Werkzeug genannt.

          Das hat sich vor allem mit einer vor etwas mehr als zehn Jahren entwickelten Technik radikal geändert: der Optogenetik. Plötzlich waren Forscher zumindest bei Tieren in die Lage versetzt worden, jede einzelne Nervenzelle ins Visier zu nehmen. Die Zellen werden von Licht angestrahlt und reagieren mit Aktivität auf das Licht einer bestimmten Wellenlänge. Karl Deisseroth und sein Team an der Stanford-Universität ließ Mäuse per Knopfdruck tanzen. Die Forscher erkundeten immer neue Hirnregionen: Zuletzt hatten Deisseroth und Joshua Jennings durch Anregung der Großhirnrinde im Vorderhirn erreicht, dass ihre Nager hastig Milchshakes schlürften.

          Mit Laserstrahlen lässt sich der Jagdtrieb von Tieren aktivieren

          Auch in New Haven an der Yale University bewiesen Ivan de Araujo und seine Kollegen, dass man mit Optogenetik nicht nur den Jagdtrieb der Tiere in den Tiefen der Amygdala, des emotionalen Zentrums im Kerngebiet, exakt lokalisieren kann. Sie haben es auch geschafft, ihn nach Belieben zu aktivieren: Wann immer der Laserstrahl über feinste Glasfasern durch die Schädeldecke zur Amygdala geleitet wurde, stürzten sich die Mäuse auf das „Opfer“ – ob es quirlige Grillen waren oder ein Flaschendeckel. Hunderte, vielleicht tausend Labors arbeiten inzwischen mit der Technik. Jetzt hat Deisseroth ein neues, spektakuläres Verfahren entwickelt, das die Optogenetik endgültig medizintauglich machen könnte. In „Neuron“ berichtet das Team über ein Verfahren, fast alle Zellen innerhalb der Großhirnrinde mit Licht „anzusteuern“.

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