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Mikroskopie: Neue 3-D-Methode kartiert das Nervensystem in Rekordzeit

Mit einem innovativen Bildgebungsverfahren gelingt es Fachleuten, das Nervensystem von Mäusen bis ins kleinste Detail sichtbar zu machen.
Zwei durchsichtige Darstellungen von Mäusen auf schwarzem Hintergrund. Die linke Maus zeigt ein detailliertes Bild des Blutkreislaufsystems in Rot, wobei die Organe wie Nieren hervorgehoben sind. Das Nervensystem ist blau eingefärbt. In der rechten Maus ist das sympathische Nervensystem in Violett zu sehen.

Mäusekörper transparent gemacht

Ein neues bildgebendes Verfahren ermöglicht es, das Nervensystem von Mäusen mit mikrometergenauer Auflösung zu kartieren. Bisher hatten sich Fachleute vor allem darauf konzentriert, den neuronalen Schaltplan des Gehirns zu entschlüsseln. Die neue Methode erlaubt erstmals die peripheren Nervenbahnen umfassend darzustellen. Mit Hilfe eines speziell entwickelten Mikroskops konnte ein Team um Guo-Qiang Bi von der University of Science and Technology of China so den gesamten Körper einer Maus in nur 40 Stunden scannen.

Um das Tier für die Aufnahmen vorzubereiten, machten die Forscher das Gewebe durchsichtig. Dazu entfernten sie lichtundurchlässige Bestandteile wie Fett und markierten die Nerven mit fluoreszierenden Molekülen. Anschließend spannten sie den Körper in ein Gerät ein, das sowohl schneiden als auch mikroskopieren kann. Schicht für Schicht schob dieses die Maus vor, schnitt eine Scheibe ab und bildete die frei gelegte Oberfläche in 3-D ab. Dieser Prozess wiederholte sich rund 200-mal, bis der vollständige Körper gescannt war.

Das Team testete das Verfahren an insgesamt 16 Mäusen, wobei verschiedene Markierungsmethoden zum Einsatz kamen. Manche Tiere waren genetisch so verändert, dass ihre Nervenzellen von selbst fluoreszierten (blaue Markierungen links im Bild). Dies ließ sich zum Beispiel mit der Färbung der Blutgefäße kombinieren (orange-rot). Andere wurden mit Antikörpern behandelt, die gezielt die Fasern des Sympathikus sichtbar machen (violette Färbung rechts im Bild) – eines Teils des vegetativen Nervensystems, der unbewusste Körperfunktionen steuert.

Einige der auf diese Weise erzeugten Bilder wurden bereits veröffentlicht. Das Forschungsteam arbeitet an einer Plattform, über die andere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Daten erkunden können.

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