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Neurogenese: Nachwuchsförderung im Gehirn
Im erwachsenen Denkorgan entstehen keine neuen Nervenzellen – so glaubte man lange. Inzwischen ist bekannt, dass dieses Verdikt zumindest in zwei Hirnregionen nicht gilt. Benedikt Berninger und Magdalena Götz wollen verstehen, was gerade dort die Neubildung von Neuronen ermöglicht. Dann könnten Forscher eines Tages auch andere Hirnareale zur Regeneration anregen – und damit Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson heilen.
© Gehirn&Geist / Volker Straeter, BDM Design (Ausschnitt)
"Die nervösen Schaltkreise sind etwas fixes, abgeschlossenes, unveränderbares. Alles kann sterben, nichts kann sich regenerieren." So formulierte der berühmte Neurobiologe und Nobelpreisträger Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), was bis vor etwa 15 Jahren als unverrückbares Dogma galt: Im erwachsenen Gehirn entstehen keine neuen Nervenzellen mehr. Sämtliche Neurone sind mit der Geburt ausgebildet; danach nimmt ihre Zahl bei allen Säugetieren einschließlich des Menschen kontinuierlich ab, da Zellen absterben, aber keine hinzukommen. Bemerkenswerterweise fügte Ramón y Cajal jedoch schon damals hinzu: "Es ist Aufgabe der Wissenschaft der Zukunft, sofern möglich, dieses grausame Dekret zu ändern."
Dank der Pionierarbeiten von Joseph Altman am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (USA) Anfang der 1960er Jahre sowie aus neueren Studien wissen wir heute, dass zumindest zwei Regionen im erwachsenen Säugerhirn dem "grausamen Dekret" nicht unterworfen sind und dort zeitlebens neue Nervenzellen auftauchen: der für die Geruchswahrnehmung zuständige Riechkolben (Bulbus olfactorius) und der Gyrus dentatus, ein Teil des Hippocampus, der eine wichtige Rolle bei Lernen und Gedächtnis spielt.
Das Entstehen von Nervenzellen im erwachsenen Gehirn, adulte Neurogenese genannt, lässt sich bei Tieren mit Hilfe so genannter Retroviren nachweisen. Deren Gene können nur während der Teilung von Zellen stabil in die Erbsubstanz der Wirtszelle eingebaut werden, da sonst die Membran des Zellkerns die DNA abschirmt. Enthält nun die retrovirale Erbsubstanz die Informationen für das grün fluoreszierende Protein (GFP), leuchten die Neuankömmlinge im Fluoreszenzmikroskop auf – genauso wie alle Zellen, die im weiteren Verlauf aus den ursprünglich markierten durch Teilung noch entstehen. Mit diesem Trick entdeckten Forscher, dass aus sich teilenden Vorläuferzellen im Riechkolben zwei verschiedene Typen von kleinen, hemmenden Neuronen hervorgehen, die sich in unterschiedlichen Zellschichten ansiedeln. Im Gyrus dentatus entsteht dagegen eine Klasse erregender Neurone ...
Dank der Pionierarbeiten von Joseph Altman am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (USA) Anfang der 1960er Jahre sowie aus neueren Studien wissen wir heute, dass zumindest zwei Regionen im erwachsenen Säugerhirn dem "grausamen Dekret" nicht unterworfen sind und dort zeitlebens neue Nervenzellen auftauchen: der für die Geruchswahrnehmung zuständige Riechkolben (Bulbus olfactorius) und der Gyrus dentatus, ein Teil des Hippocampus, der eine wichtige Rolle bei Lernen und Gedächtnis spielt.
Das Entstehen von Nervenzellen im erwachsenen Gehirn, adulte Neurogenese genannt, lässt sich bei Tieren mit Hilfe so genannter Retroviren nachweisen. Deren Gene können nur während der Teilung von Zellen stabil in die Erbsubstanz der Wirtszelle eingebaut werden, da sonst die Membran des Zellkerns die DNA abschirmt. Enthält nun die retrovirale Erbsubstanz die Informationen für das grün fluoreszierende Protein (GFP), leuchten die Neuankömmlinge im Fluoreszenzmikroskop auf – genauso wie alle Zellen, die im weiteren Verlauf aus den ursprünglich markierten durch Teilung noch entstehen. Mit diesem Trick entdeckten Forscher, dass aus sich teilenden Vorläuferzellen im Riechkolben zwei verschiedene Typen von kleinen, hemmenden Neuronen hervorgehen, die sich in unterschiedlichen Zellschichten ansiedeln. Im Gyrus dentatus entsteht dagegen eine Klasse erregender Neurone ...
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