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Fluoreszenzmikroskopie: Liveschaltung zu den grauen Zellen

Mit Hilfe der Zwei-Photonen-Mikroskopie können Hirnforscher die Aktivität von Neuronen in großen Netzwerken messen. Der Neurobiologe Wolfgang Mittmann erklärt, wie diese ausgefeilte Methode unser Verständnis des Gehirns erweitert.
3D-erstelltes Gehirn vor schwarzem Hintergrund
Wie erkennen wir eigentlich das Gesicht unserer Großmutter, wenn wir ihr begegnen? Wissenschaftler können bis heute nicht genau erklären, wie unser Gehirn diese vermeintlich simple Aufgabe löst.
Dabei ist mittlerweile recht gut bekannt, welche Funktionen die einzelnen Gehirnregionen haben. Man weiß, wo das Sprachzentrum sitzt, wo Gefühle verarbeitet werden und welches Areal für das Sehen und das Wahrnehmen von Gesichtern zuständig ist. Jenseits dieser übergeordneten Ebene sind auch viele Details rund um die einzelnen Neuronen, aus denen das Gehirn aufgebaut ist, mittlerweile sehr gut verstanden. Doch wie Millionen von Nervenzellen zusammenarbeiten, um etwa Seheindrücke zu verarbeiten, ist noch weit gehend ungeklärt.
Mit der Zwei-Photonen-Mikroskopie versuchen Forscher diese Wissenslücke zu schließen ...

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Grenzen des Messbaren

Um einzelne Faktoren und Prozesse im Ganzen zu verstehen, ist es wichtig, ganz genau hinzusehen. In den letzten Jahrzehnten gab es bahnbrechende neue Verfahren und Entwicklungen, die den Blick aufs Detail immer weiter schärfen konnten.

Spektrum der Wissenschaft – Neue Materialien

Moleküle und Strukturen nach Maß - Elektrochemie: Bessere Synthese mit Strom • Meta-Werkstoffe: Tarnkappen für Licht und Schall • Nanostrukturen: Nach dem Vorbild der Natur

Spektrum der Wissenschaft – Revolution in der Mikroskopie

In »Revolution in der Mikroskopie« berichten wir, wie die Gruppe um Nobelpreisträger Stefan Hell Moleküle in Echtzeit beoachtet. Daneben: Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße, Massenaussterben: Toxische Algenblüten nach Klimaerwärmung, Aquakulturen: Nachhaltige Fisch- und Muschelfarmen.

  • Quellen
Ohki, K. et al.:Highly Ordered Arrangement of Single Neurons in Orientation Pinwheels. In: Nature 442, S. 925-928, 2006

Sawinski, J. et al.:Visually Evoked Activity in Cortical Cells Imaged in Freely Moving Animals. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 106, S. 19557-19562, 2009

Stosiek, C. et al.: In Vivo Two-Photon Calcium Imaging of Neuronal Networks. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 100, S. 7319-7324, 2003

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