Rekonstruktion der Großhirnrinde

Fachleute haben in zuvor unerreichter Detailschärfe offengelegt, wie das menschliche Gehirn aufgebaut ist. Sie rekonstruierten ein millimetergroßes Stück Hirngewebe mit einer räumlichen Auflösung im Nanometerbereich (ein Nanometer ist ein milliardstel Meter). Hierfür nutzten sie insgesamt 1,4 Millionen Gigabyte hochauflösender elektronenmikroskopischer Daten. Die Rekonstruktion erlaubt neue Einblicke darin, welche Struktur das Gehirn auf zellulärer und subzellulärer Ebene hat. Das Forschungsteam um Alexander Shapson-Coe von der Harvard University berichtet darüber in der Fachzeitschrift »Science«.

Das Bild zeigt die Architektur der menschlichen Großhirnrinde, fachsprachlich des Cortex cerebri. Zu sehen sind Pyramidenzellen, die bedeutendsten erregenden Neuronen des Cortex, die den Neurotransmitter Glutaminsäure ausschütten. Sie sind per Bildbearbeitung je nach ihrer Größe verschieden koloriert; ihre Zellkörper messen zwischen 15 und 30 Mikrometer (millionstel Meter).

Shapson-Coe und sein Team haben einen Kubikmillimeter Hirngewebe rekonstruiert. Bereits in diesem kleinen Volumen finden sich rund 57 000 Zellen, Blutgefäße einer Länge von insgesamt 230 Millimetern sowie 150 Millionen Synapsen. Deren räumliche Anordnung und Vernetzung ist in der Rekonstruktion nanometergenau wiedergegeben, was sich auf eine Datenmenge von insgesamt 1400 Terrabyte summiert. Die Forscherinnen und Forscher entdeckten unter anderem, dass es in der Großhirnrinde eine erstaunlich große Zahl an Gliazellen gibt, die nicht zu den Neuronen zählen, jene aber in zahlreichen Funktionen unterstützen.