Eine neue Methode erlaubt es, die Kommunikation ganzer Neuronengruppen über einen
längeren Zeitraum zu beobachten. Hierzu wurde ein spezieller Sensorproteinkomplex
entwickelt, der an gelb- und cyanfluoreszie-rende Proteine (YFP bzw. CFP) gekoppelt
ist und auf die Bindung von Kalziumionen reagiert. Nach dem viralen Gentransfer in
die Neuronen lebender Mäuse ist der Komplex in der Lage, ein Aktionspotenzial anzu-zeigen:
Der durch ein Aktionspotenzial ausgelöste Anstieg des intrazellulären Kalziumspiegels
führt zu einer Kalziumbindung an den Komplex und triggert damit eine Änderung seiner
3D-Struktur mit der Folge, dass die beiden Fluoreszenzproteine enger zusammenrücken.
Durch Energieübertragung erfolgt ein Farbwechsel zu Gunsten einer Emission im gelben
Bereich. Gezielte elektrische Aufnahmen der Neuronenaktivität nach dem Auslösen eines
Reizes bestätigten, dass der Farbwechsel tatsächlich mit dem Abfeuern der Aktionspotenziale
übereinstimmen.
Bislang wurde das Aktionspotenzial mit Mikroelektroden gemessen, doch können auf
diese Weise nur eine begrenzte Anzahl von Zellen bei ihrer Kommunikation untersucht
werden.
Diese neue Methode erlaubt es nun, die Gehirnaktivität über viele Monate hinweg auch
optisch zu beobachten und bietet neue Ansätze, um z.B. frühzeitig Fehlfunktionen bei
neurologischen Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Chorea Huntington zu erkennen.
"Mit dieser Methode können wir genauer verstehen, wie das menschliche Gehirn komplexe
Denkprozesse regelt und wie es beispielsweise zahlreichen Sinneseindrücke in langlebige
Erinnerungen verwandelt", so Dr. Mazahir Hasan, Max-Planck-Insitut für medizinische
Forschung, Heidelberg. Die fluoreszierenden Proteine könnten außerdem Aufschluss darüber
geben, wie sich normale Alterungsprozesse auf die Kommunikation von Nervenzellen auswirken.
Quelle: Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft vom 24. September 2008
