Mithilfe des neuen Polarisationsmikroskops LMP-1 können JARA-BRAIN Wissenschaftlerinnen und –Wissenschaftler kleinste Verbindungsstrukturen in noch nie dagewesener Auflösung abbilden.
Mehr als 50 Milliarden Nervenzellen arbeiten im menschlichen Gehirn eng zusammen. Dabei hängen die Leistungen jeder einzelnen Nervenzelle von den molekularen Strukturen und Mechanismen, aber auch von ihren Verbindungen und ihrer räumlichen Position im Gehirn ab. Mithilfe des neuen Polarisationsmikroskops LMP-1 am Forschungszentrum Jülich können JARA-BRAIN Wissenschaftlerinnen und –Wissenschaftler kleinste Verbindungsstrukturen in noch nie dagewesener Auflösung abbilden.
Mit dem LMP-1 können ein tausendstel Millimeter dünne Fasern untersucht werden
“Mit dem neuen Mikroskop können wir nun erstmals einzelne Fasern und Axone mit einem Durchmesser im Bereich eines Tausendstel Millimeters untersuchen“, erläutert Dr. Markus Axer, Projektleiter „Polarized Light Imaging“ im Institut für Neurowissenschaften und Medizin(INM- 1) am Forschungszentrum Jülich. Künftig ist es
möglich, in kleinste „Verbindungsstraßen“ der menschlichen Schaltzentrale hineinzusehen und deren Aufbau mittels modernster computerbasierter Verfahren zu analysieren.
Die Darstellung von Faserbahnen, die verschiedene Regionen in der weißen Substanz des Gehirns miteinander verbinden, lässt Rückschlüsse auf die Interaktionen zwischen den einzelnen Gebieten zu. Dieses Wissen kann zum Beispiel bei der Planung neurochirurgischer Operation helfen, ist aber auch ein aktuelles Thema gegenwärtiger Grundlagenforschung.
So fließen die neuen Erkenntnisse auch in das Konzept des menschlichen Konnektoms ein, das ein dreidimensionales Modell der Gehirnverbindungen benötigt, um die räumliche Organisation zu verstehen. An diesem Projekt arbeiten Forscherteams von JARA-BRAIN Wissenschaftlern um Prof. Dr. Katrin Amunts und Prof. Dr. Karl Zilles. „Die Erfassung aller Faserbahnen im menschlichen Gehirn ist eine der großen Herausforderungen des einundzwanzigsten Jahrhunderts“ erklärt Katrin Amunts, die Direktorin am INM-1 am Forschungszentrum Jülich und gleichzeitig Leiterin der Sektion Strukturell-funktionelles Brain Mapping an der Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik am Universitätsklinikum Aachen ist.
Analyse der Netzwerkstruktur hilft, "weiße Flecken" auf der Landkarte des Gehirns aufzuklären
„Wir werden mit Hilfe des Polarisationsmikroskops „weiße Flecken“ auf der Landkarte des Gehirns mit einer bisher nicht erreichten Genauigkeit aufklären können und damit einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Netzwerkstruktur des komplexesten aller Organe unseres Körpers unternehmen.“ Das Polarisationsmikroskops LMP-1 wurde von der Firma Taorad GmbH, Aachen, speziell für diese Anforderungen entwickelt.
