Die Nervenzelle, die bewegt

• Was siehst du?
  Ein Neuron, das im Labor aus induzierten pluripotenten Stammzellen eines Menschen gezüchtet wurde. Diese Nervenzelle ist in der Lage, Dopamin zu produzieren. Die Zelle hat ihre charakteristische Form entwickelt, mit einem zentralen Zellkörper und langen Fortsätzen, die eines Tages Signale an andere Neuronen weiterleiten werden.
• Blau: Zellkerne
  Cyan: Ein Strukturprotein, das in allen Neuronen vorkommt
  Rot: Ein Enzym, das Dopamin produziert, wodurch dieses Neuron als dopaminerge Zelle erkannt werden kann

• Wo kommt das vor?
  Dieses Bild zeigt eine Nervenzelle, die im Labor aus menschlichen Stammzellen herangezüchtet wurde. Im menschlichen Gehirn befinden sich diese Nervenzellen tief in der Substantia nigra, einem kleinen Bereich im Mittelhirn. Von dort aus tragen sie dazu bei, gezielte, willkürliche Bewegungen zu koordinieren.

• Größe
  Der Zellkörper hat einen Durchmesser von etwa 10–20 Mikrometern.
  Die langen Fasern der Nervenzelle, die Axone, können sich über mehrere Zentimeter erstrecken. Zusammengenommen erreichen Axone im menschlichen Gehirn eine Gesamtlänge von Hunderten von Kilometern.

• Was verrät uns diese Aufnahme?
  Nicht alle Nervenzellen sind gleich. Verschiedene Zelltypen haben spezielle Aufgaben, und Forschende können sie anhand von Proteinen identifizieren, die die unterschiedlichen Zellen produzieren. Dieses Bild zeigt eine Dopamin produzierende Nervenzelle, einen der wichtigsten Zelltypen für die Steuerung unserer Körperbewegungen.

• Was ist das Besondere daran?
  Dieses Neuron produziert und schüttet Dopamin aus, einen Botenstoff, der die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns ermöglicht. Ohne diese Neuronen werden willkürliche Bewegungen langsam, steif und schwer zu kontrollieren.

• Wie ist diese Aufnahme entstanden?
  Die Wissenschaftler nutzten Immunfärbung, eine Technik, bei der bestimmte Proteine mit fluoreszierenden Markern markiert werden, und nahmen das Bild anschließend mit einem Konfokalmikroskop auf, um die Feinstruktur des Neurons sichtbar zu machen.

• Aufnahme: Eurac Research / Mattia Volta – Neurowissenschaftler, Francesca Pischedda, Asiye Malkoç

• Was wollen die Forschenden herausfinden?
  Wissenschaftlerinnen und Wissenschafler untersuchen, wie sich dopaminerge Nervenzellen entwickeln, wie sie funktionieren und wie sie bei der Parkinson-Krankheit nach und nach geschädigt werden. Durch die Erkennung der frühesten Veränderungen in ihrer Struktur und ihrer elektrischen Aktivität hoffen die Forscher, Wege zu finden, diese Zellen zu schützen, bevor sie verloren gehen.

Die Geschichte hinter dem Bild

Dieses Neuron mag bewegungslos aussehen, doch es erfüllt eine der anspruchsvollsten Aufgaben des Gehirns. Jede Bewegung unseres Körpers, vom Gehen über das Lächeln bis hin zum Schreiben unseres Namens – hängt davon ab, dass Dopamin produzierende Neuronen perfekt zusammenarbeiten. Durch die Erforschung dieser Zellen lange bevor Krankheiten auftreten, hoffen Forschende, zu verstehen, warum sie so anfällig sind und wie sie geschützt werden können.