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Verhaltensforschung

Tragbarer Hirn-Monitor für Laborratten

Labormaus
Sie ähnelt der Computertomographie und wird beim Menschen zur Diagnostik von Durchblutungs- und Stoffwechselstörungen des Gehirns verwendet: die so genannte Positronen-Emissionstomographie (PET). Aber nicht nur Mediziner, sondern auch Verhaltensforscher interessieren sich für die Methode, erlaubt sie doch die Beobachtung von chemischen Vorgängen im Gehirn von Laborratten. Bislang mussten die Tiere hierfür jedoch betäubt werden, um etwa die molekularen Grundlagen der Drogensucht zu untersuchen. Gehirnvorgänge wie die Kommunikation zwischen Neuronen konnten allerdings nicht mit dem Verhalten der Tiere in Beziehung gesetzt werden, denn letzteres ist mit ungehinderter Bewegungsfreiheit verbunden. Dies erlaubt in Zukunft nun ein Mini-Tomograf mit nur acht Zentimeter Durchmesser, den Laborratten am Kopf tragen und damit frei herumlaufen können.
Montage des Mäusehirn-Scanners | Während des Zusammenbaus des tragbaren Positronen-Emissionstomographen für Laborratten kann man dessen Innenleben erkennen.
Das Gerät, das Paul Vaska mit seinen Kollegen vom Brookhaven National Laboratory in Upton im US-Staat New York entwickelte, wiegt 250 Gramm – ein für Ratten nicht unerhebliches Gewicht. Daher hängten die Forscher den PET-Scanner an ein System aus Federn und Bewegungsstabilisatoren, das die Ratten mühelos in einem Freiraum von 40 mal 40 Zentimetern bewegen konnten.
Die Funktion des Gerätes testeten die Forscher, indem sie Versuchstieren eine Substanz injizierten, die ein radioaktives Kohlenstoff-Isotop enthält. Dieses emittiert Positronen, anhand derer der PET-Scanner den Ort Kohlenstoff-Atome erkennt. Die injizierte Substanz besetzt im Gehirn Rezeptoren von Dopamin, ein Neurotransmitter, der im Belohnungssystem und bei der Ausbildung von Erinnerungen eine Rolle spielt. Dort wo der PET-Scanner die Substanz registriert ist wenig Dopamin im Gehirn und umgekehrt.
Die Forscher konnten so einen Zusammenhang zwischen der Aktivität der Laborratten und dem Dopamin-Wert im Gehirn herstellen. Überraschenderweise nahm der Dopamin-Wert umso mehr ab, je mehr sich die Tiere bewegten. (cm)
11. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 11. KW 2011

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