Zellen im Wandel

• Was siehst du?
  Den Querschnitt durch ein menschliches Gehirn-Organoid. Die Abbildung zeigt Nervenzellen in verschiedenen Entwicklungsstadien. Einige sind jung und teilen sich noch, während andere zu Neuronen herangereift sind und beginnen, verzweigte Netzwerke zu bilden.
• Grün: Junge Zellen, die noch im Teilungsprozess sind
  Rosa: Herangereifte Neuronen und ihre Verzweigungen

• Wo kommt das vor?
  Dieses Miniaturmodell von menschlichem Hirngewebe kommt nur in Laboratorien vor. Forschende züchten diese Modelle dort aus menschlichen Stammzellen heran, um die Entwicklung des Mittelhirns in Teilen nachzubilden.

• Größe
  Das Organoid hat einen Durchmesser von etwa 2 Millimetern.
  ≈ so groß wie ein Sesamkorn

• Was verrät uns diese Aufnahme?
  Der Aufbau von Hirngewebe ist ein Prozess ständiger Veränderung. Während einige Zellen sich noch teilen, haben andere bereits begonnen, sich zu spezialisieren und zu ausgewachsenen Neuronen zu werden. Anhand der Zellmodelle können Forschende beide Stadien gleichzeitig beobachten und verfolgen, wie ein Miniaturmodell des Gehirns im Laufe der Zeit Gestalt annimmt.

• Was ist das Besondere daran?
  Gehirn-Organoide können wichtige Phasen der Entwicklung des menschlichen Gehirns im Labor nachbilden. Ihre Zellen teilen sich, differenzieren sich, reifen heran und beginnen, sich zu organisieren. Diese Modellierung von Teilen des menschlichen Gehirns bietet Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die einzigartige Möglichkeit, Prozesse zu beobachten, die in den Entwicklungsstadien des menschlichen Gehirns nur äußerst schwer direkt zu untersuchen sind.

• Wie ist diese Aufnahme entstanden?
  Dieses Bild wurde mittels konfokaler Fluoreszenzmikroskopie aufgenommen. Fluoreszierende Marker heben Zellen in verschiedenen Entwicklungsstadien hervor. Das Mikroskop macht daraufhin ihre Anordnung innerhalb des dreidimensionalen Gewebes sichtbar.

• Aufnahme: Eurac Research / Ingrid Battistella – Neurowissenschaftlerin

• Was wollen die Forschenden herausfinden?
  Forschende nutzen diese Organoide, um zu untersuchen, wie sich das menschliche Gehirn entwickelt und wie Neuronen wachsen und reifen. Ihr besonderes Interesse gilt dabei den Neuronen, die Dopamin produzieren, denn in Krankheiten wie Parkinson  gehen diese nach und nach verloren. Ziel der Forschung ist es, zu verstehen, was diese Zellen anfällig macht und wie sie eines Tages geschützt werden könnten.

Die Geschichte hinter dem Bild

In diesem winzigen Stück Hirngewebe, das im Labor herangezüchtet wurde, verläuft die Entwicklung mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Einige Zellen sind langsamer und sich in dieser Aufnahme noch im Teilungs- und Wachstumsprozess. Andere haben sich bereits zu Neuronen entwickelt und strecken zarte Verzweigungen in Richtung ihrer Nachbarn aus. Das Bild ist eine Momentaufnahme, die diese Vorgänge bildlich einfängt. Es zeigt uns, dass die Entwicklung des Gehirns ein dynamischer Prozess ist, in dem ständig neue Zellen entstehen, sich verändern und ihren Platz finden.