Größere Einblicke als bisher bekannt - Wissenschaftler erstellen neue dreidimensionale Karte des Gehirns.
Wissenschaftlern in den USA ist es gelungen, ein beeindruckend detailliertes 3D-Computermodell von bestimmten Teilen der Großhirnrinde zu erstellen. Dieses Modell ist voll mit einer erstaunlichen Anzahl von Einzelstrukturen, die die Komplexität unseres Gehirns zeigen.
Das untersuchte Hirnfragment besteht aus etwa 57.000 Zellen und erstaunlichen 150 Millionen Synapsen. Dies entspricht einer unglaublichen Datenmenge von 1,4 Petabyte, was 1,4 Millionen Gigabyte entspricht.
Der Zugang zu solch komplexen Gehirnbildern ist bahnbrechend und entscheidend, um die Funktionsweise unseres Gehirns vollständig zu verstehen.
Einzigartiges Wissen über die Funktionen des Gehirns
"Das menschliche Gehirn ist ein unglaublich kompliziertes Gewebe. Allerdings ist nur wenig über seine zelluläre Mikrostruktur bekannt, etwa über die verschiedenen synaptischen Verbindungen", sagt das Team. Anomalien in diesen Verbindungen könnten möglicherweise mit neurologischen Störungen in Verbindung gebracht werden.
Als Vorlage für ihr Modell diente ihnen ein winziges Stück des Schläfenlappens der Großhirnrinde. Dieser Teil des Gehirns ist für das Lernen, das Lösen von Problemen und die Verarbeitung sensorischer Informationen zuständig.
► Neurochirurgen entnahmen die Probe bei einer 45-jährigen Frau während einer Operation zur Behandlung ihrer Epilepsie, indem sie auf eine bestimmte Region des Hippocampus zugriffen.
Nach der Entnahme wurde das Fragment in ein Konservierungsmittel getaucht und mit Schwermetallen angefärbt, um die Sichtbarkeit der Zellen zu verbessern. Anschließend zerlegte das Team das winzige Hirnteil in extrem dünne Scheiben, scannte jedes Stück mit einem Elektronenmikroskop und fügte die Schnittbilder zu einem dreidimensionalen Modell zusammen.
► Die Forscher fanden Neuronen mit bis zu 50 Verbindungen zwischen ihnen. Normalerweise bewegen sich die Verbindungen zwischen zwei Neuronen im einstelligen Bereich. Sie entdeckten auch Neuronen mit Ranken, die Verbindungen um sich herum bilden.
"So etwas hatte noch nie jemand gesehen", sagt Viren Jain, Mitautor der Studie. Den Moment, als er die Bilder zum ersten Mal sah und in die Synapsen hineinzoomte, bezeichnete Jain als "spirituelle Erfahrung".
Das Modell ist online frei verfügbar und kann von anderen Wissenschaftlern genutzt werden. Die Forscher hoffen, dass ihr akribisch ausgearbeitetes Gehirnmodell für die wissenschaftliche Gemeinschaft hilfreich sein wird.
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Quelle: symclub.org
