Zum ersten Mal werden alle Gehirnstrukturen in einem 3D-Modell dargestellt.
Das menschliche Gehirn ist ein unglaublich kompliziertes Stück Anatomie, aber Wissenschaftler haben es jetzt geschafft, sein Innenleben zu visualisieren. Indem sie einen kleinen Teil der Großhirnrinde einer Frau mit Hilfe von Computertechnologie rekonstruierten, haben sie ein detailliertes 3D-Modell erstellt, das online betrachtet werden kann. Das Modell veranschaulicht die Komplexität, die sich im Gehirn verbirgt, selbst in einem nur millimetergroßen Ausschnitt, der Dutzende von Millionen einzelner Strukturen enthält.
Eine Gruppe von US-Forschern vom Center for Brain Science der Harvard University unter der Leitung von Alexander Shapson-Coe hat dieses bemerkenswerte Modell erstellt. Das rekonstruierte Gebiet misst nur einen Kubikmillimeter, weist aber unglaubliche 57.000 Zellen auf, darunter etwa 16.000 Neuronen, 23 Zentimeter Blutgefäße und 150 Millionen Synapsen. Außerdem sind Gliazellen, die Stütz- und Versorgungsfunktionen im Nervengewebe übernehmen, und Myelin, die isolierende Schicht um die Nervenzellfortsätze, sichtbar.
Diese Detailgenauigkeit ist für das Verständnis der Funktionsweise des Gehirns unerlässlich. Dem Team zufolge ist das menschliche Gehirn ein hochkompliziertes Gewebe, über dessen zelluläre Mikrostruktur, wie z. B. seine synaptischen Schaltkreise, nur wenig bekannt ist. Störungen dieser Schaltkreise stehen wahrscheinlich in Zusammenhang mit verschiedenen Hirnkrankheiten.
Das Modell basiert auf einem Teil des Schläfenlappens der Großhirnrinde eines lebenden Menschen, der von Gehirnchirurgen entfernt wurde, um bei einer Epilepsieoperation Zugang zu einem bestimmten Bereich des Hippocampus zu erhalten. Im Maßstab 1:1 wäre dieses Stück nur 1.000 Mal kleiner als ein zentimetergroßer Würfel.
Mit Hilfe der Elektronenmikroskopie untersuchte das Team das Hirnfragment akribisch Schicht für Schicht, was zu einer unglaublichen Datenmenge von 1.400 Terabyte führte. Diese Informationen wurden dann in ein 3D-Computermodell umgewandelt, das der Öffentlichkeit im Internet zugänglich gemacht wurde. Bisher hat das Team herausgefunden, dass es in der abgebildeten Region doppelt so viele Gliazellen wie Neuronen gibt. Der häufigste Zelltyp in dieser Region sind Oligodendrozyten, eine andere Art von Gliazellen, die die Axone von Nervenzellen umgeben und die isolierende Myelinschicht bilden.
Die Forscher planen, ihre Ergebnisse mit der breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft zu teilen, in der Hoffnung, dass andere Forscher dieses Modell nutzen werden, um weitere Einblicke in die Feinheiten des menschlichen Gehirns zu gewinnen. Obwohl die Untersuchung dieser Daten noch in den Anfängen steckt, wird das Verständnis der Konnektivität neuronaler Schaltkreise wertvolle Informationen über die Funktionsweise unseres Gehirns liefern. Der Datensatz, der ein Petabyte umfasst, ist erst der Anfang ihrer Entdeckungen.
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Quelle: www.ntv.de
