• Gezielt die Hirnaktivität steuern

    Ist es möglich, mit Licht in die Aktivitäten des Gehirns einzugreifen und gezielt die Ausschüttung von Serotonin zu beeinflussen, um somit die Hirnaktivität zu steuern?

     

Gezielt die Hirnaktivität steuern

Die Erforschung von Methoden, mit denen sich gezielt die Gehirnaktivität beeinflussen lässt und die dazu beitragen, die neuronalen Aktivitätsmuster zu verstehen, ist Ziel des neu gegründeten DFG-Schwerpunkts „Resolving and manipulating neuronal networks in the mammalian brain: from correlative to causal analysis“. Zwölf Forschergruppen werden aktuell gefördert, darunter zwei Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Osnabrück. Sie versuchen, mit Licht in die Aktivitäten des Gehirns einzugreifen und gezielt die Ausschüttung von Serotonin zu beeinflussen.

 

Das Team arbeitet mittels der sogenannten Optogenetik. Im Tiermodell werden dabei Neurone genetisch so modifiziert, dass sich die Hirnaktivität der Tiere durch Licht steuern lässt. So können zum Beispiel ausgewählte Zelltypen auf die Millisekunde genau aktiviert oder gehemmt werden. Um die Veränderung von Nervenzellaktivität in wenigen Millisekunden über größere Bereiche des Gehirns erfassen zu können, verwenden die Forscher ein neues bildgebendes Verfahren, das Optical Imaging mit spannungsabhängigen Farbstoffen. „Mit dem kombinierten Einsatz beider auf Licht basierender Methoden kommen wir einem lang gehegten Traum vieler Neurowissenschaftler ein Stück näher“, berichtet Privatdozent Dr. Dirk Jancke aus Bochum. „Wir versuchen gezielt die Aktivität bestimmter Nervenzellen zu steuern und gleichzeitig die Auswirkung auf das gesamte neuronale Netzwerk in Echtzeit darzustellen.“ Das Team aus Osnabrück übernimmt dann die Aufgabe, mit den erhaltenen Daten die neuronalen Wechselwirkungen durch theoretische Methoden zu quantifizieren.

 

Die Forscher erhoffen sich, Fortschritte bei der Behandlung von Krankheitsbildern realisieren zu können, bei denen Serotonin eine zentrale Rolle spielt. Dazu gehören die Migräne sowie Depressionen. Serotonin greift ferner in die Regulation mentaler Zustände wie Motivation, Ärger, Furcht und Aufmerksamkeit ein und auch in Gedächtnisleistungen.