Eine Galaxie der Verknüpfungen

• Was siehst du?
  Ein in sich verbundenes Netzwerk von Dopamin produzierenden Nervenzellen, die im Labor aus menschlichen Stammzellen gezüchtet wurden. Ihre langen Verzweigungen erstrecken sich in alle Richtungen und bilden Kommunikationswege, über die sich die Nervenzellen miteinander verbinden können.
• Blau: Zellkerne
  Grün: Nervenzellen (Neuronen)
  Rot: Dopamin produzierende Neuronen

• Wo kommt das vor?
  Im menschlichen Gehirn befinden sich Dopamin produzierende Neuronen tief in einer Region, die als Substantia nigra bezeichnet wird. Von dort aus tragen sie zur Steuerung von Bewegung, Lernen, Motivation und dem Belohnungssystem des Gehirns bei.

• Größe
  Das gesamte Bild ist etwa 900 Mikrometer (µm) breit.
  ≈ 10 nebeneinander liegende menschliche HaareDer Zellkörper jeder Nervenzelle hat einen Durchmesser von nur 10–30 µm, während ihre langen Fortsätze etwa 100-mal dünner sind als ein menschliches Haar und daher ohne Mikroskop nicht sichtbar sind.

• Was verrät uns diese Aufnahme?
  Das Fundament des menschlichen Gehirns sind seine Verbindungen zwischen den einzelnen Zellen. Während ihres Wachstums, bilden Dopamin produzierende Neuronen lange Verzweigungen, um sich mit benachbarten Zellen zu verknüpfen. Somit werden ganze Kommunikationsnetzwerke aufgebaut. Diese Verbindungen sind für eine gesunde Gehirnfunktion unerlässlich und beginnen sich zu bilden, lange bevor das Gehirn vollständig entwickelt ist.

• Was ist das Besondere daran?
  Diese Neuronen produzieren Dopamin, einen Botenstoff, der uns dabei hilft, uns zu bewegen, aus Erfahrungen zu lernen, motiviert zu bleiben und auch Belohnung und Freude zu empfinden.

• Wie ist diese Aufnahme entstanden?
  Dieses Bild wurde mit einem Konfokalmikroskop aufgenommen, das Laserlicht und Fluoreszenzmarker kombiniert, um winzige zelluläre Strukturen in bemerkenswertem Detail und Genauigkeit sichtbar zu machen. Diese Technik ermöglicht es Forschenden, einzelne Neuronen und ihre feinen Verbindungen zu erkennen, die andernfalls unsichtbar blieben.

• Aufnahme: Eurac Research / Giulia Pedrotti, Neurowissenschaftlerin

• Was wollen die Forschenden herausfinden?
  Wissenschaftler untersuchen, wie sich Dopamin produzierende Nervenzellen entwickeln, wie sie miteinander kommunizieren und warum sie bei Parkinson besonders anfällig sind. Forschende versuchen die Funktionsweise dieser Zellen und Gründe für ihr allmähliches Absterben besser zu verstehen, um somit neue Behandlungsmethoden für neurodegenerative Erkrankungen zu entwickeln.

Die Geschichte hinter dem Bild

Auf den ersten Blick könnte man dieses Bild für eine ferne Galaxie halten, in der helle Sterne durch Leuchtfäden miteinander verbunden sind. Doch diese „Konstellation“ befindet sich im Inneren lebender Zellen. Es handelt sich um Dopamin produzierende Nervenzellen, die sich während ihres Wachstums ausbreiten. Jede neue Verbindung bringt sie einen Schritt näher an die Bildung der Kommunikationsnetzwerke, die für Bewegung, Lernen und Motivation erforderlich sind. Diese winzige Welt erinnert uns daran, dass das Gehirn genauso komplex sein kann wie das Universum, das uns umgibt.