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Hirnforschung : Nervenzellen auf Wanderschaft

  • -Aktualisiert am

Bild: F.A.Z.

Im Großhirn von Säugetieren werden nach der Geburt keine neuen Neuronen gebildet, so lautet eine biologische Doktrin. Doch nun könnte der Nachweis von Interneuronen, die in das Großhirn von Mäusen einwandern, zur Revision dieser Ansicht führen.

          New York. Ein wolkenloser Himmel strahlt über der altehrwürdigen Columbia University. Der Reporter wartet an der historischen Eingangspforte. Leicht verspätet kommt Hannah Monyer angejoggt, entschuldigt sich für ihr sportliches Outfit. Statt sich umzuziehen, kommt sie sofort zur Sache. "Das müssen Sie mit eigenen Augen sehen", hatte sie schon am Telefon eine kleine Sensation angekündigt. Noch in Joggingkleidung hantiert sie im Fairchild Center mit einem monströsen Fluoreszenzmikroskop. Im beengten Labor ihres Fachkollegen Rafael Yuste verbringt die angesehene Neurowissenschaftlerin aus Heidelberg gerade ein Freisemester; hier erlebt sie erstmals seit Jahren wieder das Glück des freien Forschens.

          Begeistert zeigt Monyer ihre filmischen Trophäen. Frische Daten, erst einen Tag zuvor erzeugt. Mit bewegten Bildern glaubt die Forscherin ein ehernes Dogma der Neurobiologie ins Wanken bringen zu können. Nach diesem Dogma entstehen in der wenige Millimeter dünnen Großhirnrinde von Säugetieren nach der Geburt keine neuen Nervenzellen mehr. Die Verschaltung bestehender Nervennetze mag sich durch Lernerfahrungen verwandeln - die Nervenbahnen selbst aber sind fortan "starr und unveränderlich. Alles kann sterben, aber nichts kann regenerieren", lehrte schon 1928 der Neuroanatom Santiago Ramón y Cajal.

          Markierte Interneuronen

          Eine Genese neuer Nervenzellen konnten spätere Forscher zwar in zwei evolutionär älteren Hirnteilen nachweisen, und zwar im Riechhirn und im Hippocampus. Dort soll der ständige Nachschub an frischen Nervenzellen beim Speichern komplexer Gedächtnisinhalte eine Rolle spielen, etwa beim Riechen von Düften. Bis heute konnte aber kein Forscher die postnatale Entstehung funktioneller Nervenzellen in jener Großhirnrinde nachweisen. Die Zahl der Neuronen in diesem stammesgeschichtlich jüngsten und beim Homo sapiens umfangreichsten Hirnareal schien mit der Geburt endgültig festgelegt zu sein.

          Überraschend eindeutig sind dagegen nun die Bilder jener hauchdünnen Hirnschnitte einer dreißig Tage alten, immerhin schon jugendlichen Maus. Zwar braucht es viel Übung, um in Zeitrafferaufnahmen zu erkennen, wie dort neue Nervenzellen in den Neokortex einwandern. Um deren Geburt und Wanderungen sichtbar zu machen, haben Mitarbeiter in Monyers Labor in Heidelberg sie im Gehirn von Mäusen zum Leuchten gebracht. Mit dieser raffinierten Markierung konnte die Funktion einer bisher kaum verstandenen Gruppe von Nervenzellen im lebenden Tier erstmals im wahrsten Sinne des Wortes durchleuchtet werden. Bei den Wandergesellen handelt es sich um eine Untergruppe von Nervenzellen, genauer gesagt um Interneuronen. Solche Interneuronen sind geborene Netzwerker, sie bringen ganze Nervennetze miteinander in Kontakt, indem sie deren rhythmisches "Feuern" verstärken oder abschwächen. Die Vielfalt der Zelltypen dieser kontaktfreudigen Dirigenten ist bis heute kaum verstanden.

          Nachschub an Vorläuferzellen

          Hannah Monyer interessiert sich seit Jahren für einen besonders rätselhaften und seltenen Typ von Interneuronen, die Serotonin-Ionenkanäle auf ihrer Zelloberfläche tragen. Einzigartig an diesen sogenannten 5-HT3A-Interneuronen ist, dass sie ihre Kontakte nicht wie üblich zu normalen Nervenzellen in der Hirnrinde knüpfen, sondern vor allem erst einmal zu anderen Interneuronen. Sie stellen quasi die Dirigenten der Dirigenten einzelner Instrumentengruppen im Symphonieorchester des Gehirns dar. Das macht es für die Musikliebhaberin Monyer so aufregend, ihre Rolle zu verstehen. Denn sie könnten eine zentrale Rolle bei der koordinierten Steuerung synchron aktiver Nervennetzwerke spielen, wenn sich diese etwa aufgrund von Erfahrungen verändern. Oder bei psychiatrischen Erkrankungen wie Autismus oder Depression aus dem sinnvollen Takt geraten.

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