Lebensechtes 3-D-Gehirn

Was aussieht wie eine bunte, selbstgestrickte Mütze ist eigentlich ein besonderes dreidimensionales Modell eines Gehirns. Die Forscher um Min Tang-Schomer von der Tufts University in Medford wollen es nutzen, um die Gehirnfunktion, Krankheiten oder Traumata zu untersuchen. Das ist am lebenden Objekt oft schwierig.

Das 3-D-Gehirn besteht aus Modulen. Es werden mehrere donutförmige Gerüste aus Seidenproteinen aufgebaut, an denen sich Neurone aus dem Kortex von Ratten verankern können. Die Module werden anschließend konzentrisch angeordnet und über eine weichere Kollagenmatrix verklebt (im Bild schön bunt in Regenbogenfarben). Die Matrix erlaubt eine Vernetzung der Axone – ein neuronales Netzwerk entsteht. Diese Umgebung scheint optimal zu sein, da das 3-D-Gehirn über Monate im Labor untersucht werden konnte.

Das Modell leitet biochemische und elektrische Impulse weiter wie ein richtiges Gehirn. Um ein Schädeltrauma zu simulieren, ließen die Forscher ein Gewicht auf das künstliche Netzwerk fallen. Wie ein echtes geschädigtes Gehirn reagierte es, indem es den Neurotransmitter Glutamat ausschüttete und vorübergehend in einen hyperaktiven Zustand überging – ganz ähnliche Prozesse finden auch im echten Gehirn statt.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 10.1073/pnas.1324214111, 2014