Blick ins Gehirn: Neues über Struktur und Funktion dank moderner Mikroskopie

Diskussionsforum, Donnerstag, 19. März, 18.30 – 20.00 Uhr

Alle unsere Wahrnehmungen und unser Verhalten entstehen durch Aktivitätsmuster in den riesigen Netzwerken von Zellen im Gehirn. Welche Zellen sind daran beteiligt und wie arbeiten sie zusammen? Lange Zeit konnten Forschende diese Fragen nur eingeschränkt untersuchen. Denn bis vor 20 Jahren waren die Möglichkeiten, die Hirnnetzwerke und deren Aktivitätsmuster direkt zu beobachten und zu beeinflussen, sehr beschränkt. Moderne optische Methoden erlauben heute in Tieren direkte Einblicke ins Gehirn und ermöglichen dadurch ein vertieftes Verständnis davon, wie unser Gehirn aufgebaut ist und funktioniert.
 

«Dem Gehirn in Hochauflösung zuschauen»
Fritjof Helmchen – Neurowissenschaftler, UZH
Neuartige Lichtmikroskope, die teilweise in Zürich entwickelt wurden, erlauben es heute, in Zentimeter grossen Gewebeproben dreidimensionale Bilder in bisher unerreichter Auflösung zu liefern. Wir nehmen Sie mit auf eine Reise durchs Gehirn!  Zudem beschreiben wir empfindliche fluoreszierende Proteine, welche die Aktivität einzelner Zellen sichtbar machen können. Neue experimentelle Methoden erlauben es inzwischen, die Aktivitätsmuster in immer grösseren Netzwerken – bis hin zu Tausenden von Zellen – über Wochen oder sogar Monate hinweg zu messen. So können Forschende grundlegende Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich die Aktivitätsmuster zum Beispiel beim Lernen oder bei Erkrankungen verändern. 

«Optogenetik und Chemogenetik: Methoden zur gezielten Steuerung von Zellen im Gehirn»
Tina Notter – Neurowissenschaftlerin, UZH
Dank neuer Techniken wie der Optogenetik und Chemogenetik können wir heute die Aktivitäten ausgewählter Zelltypen und Zellgruppen nicht nur messen, sondern auch in bestimmten Bereichen des Gehirns gezielt an- oder ausschalten, um so ihre Funktion besser zu verstehen. Dabei geht es nicht nur um die Funktion von Nervenzellen, sondern auch um die von Gliazellen, die aktiv an der Informationsverarbeitung beteiligt sind. In diesem Vortrag stellen wir die Grundlagen dieser Methoden vor und zeigen, wie sie zur Erforschung des Gehirns eingesetzt werden.

«Moderne Mikroskopie macht kleinste Blutgefässe im Gehirn sichtbar»
Bruno Weber – Neurowissenschaftler, UZH
Mit moderner Mikroskopie ist es den Forschenden heute möglich, die kleinsten Blutgefässe und den Fluss des Blutes darin abzubilden. Dies ist sehr wichtig, um die Funktion des Gehirns zu verstehen, denn die zahlreichen Blutgefässe gewährleisten die Anlieferung von Sauerstoff und Zucker. Das Gehirn benötigt für seine Funktionen sehr viel davon. Ist diese Zufuhr unterbrochen, droht praktisch sofort ein dauerhafter Schaden für das Gehirn und seine lebenswichtigen Funktionen. Beim Schlaganfall ist dies leider sehr häufig der Fall. In diesem Vortrag stellen wir vor, wie diese neuartigen Methoden der Mikroskopie funktionieren. Zudem zeigen wir Methoden, die es erlauben, in der Maus ganz kleine Schlaganfälle zu induzieren. So kann zum Beispiel untersucht werden, wie sich die kleinsten Blutkapillaren regenerieren können, was für die Behandlung von Schlaganfällen von Bedeutung ist.

Anschliessend Diskussion mit dem Publikum