NEUROWISSENSCHAFT
Zellhaufen wird zu aktivem Mini-Hirn
In Organoiden aus Nervenzellen bilden sich spontan funktionelle neuronale Netzwerke, ähnlich wie im Gehirn.
Gewebekugel mit grün markierten Hirnzellen und blauen Zellkernen. | Foto: Gabriel Luna
Nur vier Millimeter massen die Zellklumpen im Durchmesser, für manche Experimente zerschnitten die Forschenden die Gebilde sogar in noch winzigere Scheiben. Die SNF-geförderte Neurowissenschaftlerin Stella Glasauer hat diese Hirnorganoide aus menschlichen Stammzellen gezüchtet. Ihr Team um Kenneth Kosik von der University of California in Santa Barbara stellte fest, dass sich darin funktionelle Netzwerke aus Nervenzellen entwickeln, ähnlich wie im menschlichen Denkorgan.
Ihr Kollege Tal Sharf hat die Organoide mit je über 26 000 Elektroden versehen, wobei die elektrische Aktivität von jeweils über tausend Elektroden simultan aufgezeichnet wurde. So konnten die Forschenden die Nervenimpulse nicht nur genau lokalisieren, sondern auch die zeitliche Abfolge der winzigen Feuerwerke registrieren.
Bereits nach zwei Wochen entstanden elektrische Impulse zwischen den Nervenzellen, die im Laufe der Monate zunahmen und sich mehr und mehr in ihrer Stärke und ihrem zeitlichen Ablauf synchronisierten. Das Team schlussfolgert daraus, dass die Nervenzellen funktionell miteinander interagierten. Mit dem Beruhigungsmittel Diazepam konnten sie sogar die Aktivität der Netzwerke verändern.
Künftig möchten die Forschenden damit vor allem neurologische Entwicklungsstörungen erforschen. «Noch aber entsprechen die Mini-Organe nur der Hirnrinde des menschlichen Denkorgans», so Glasauer. Daher lassen sich die Ergebnisse nur bedingt auf das gesamte Gehirn des Menschen übertragen.
