Hirn-Organoid mit lernfähigem Netzwerk


Das Gehirn ist unser komplexestes Organ – und noch immer erst in Teilen verstanden. Abhilfe schaffen sollen Hirn-Organoide, aus Stammzellen gezüchtete Vorformen des kompletten Organs. Jetzt haben Wissenschaftler erstmals ein solches Hirn-Organoid erzeugt, das sowohl aus Neuronen wie aus Gliazellen besteht und dessen neuronale Aktivität der eines embryonalen menschlichen Gehirns gleicht – inklusive erster Anzeichen einer Lernfähigkeit. Diese sogenannten Bioengineered Neuronal Organoids (BENOs) ermöglichen es damit, neue Einblicke in die Entwicklung des Gehirns zu erlangen, könnten aber auch bei Tests neuer Therapien helfen.

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Bioengineered Neuronal Organoid (BENO) und Vergrößerung seiner neuronalen Netzwerkstruktur (rechts) (Bild: Zafeiriou et al./ Nature Communications 11, 3791)

Es besteht aus Milliarden Gehirnzellen, ist flexibel organisiert und seine Funktionen beruhen auf mehr als nur der Summe seiner Teile: Unser Gehirn ist ein faszinierendes und hochkomplexes Organ – und entsprechend schwer zu ergründen. Trotz aller Fortschritte in der Neurowissenschaft, Studien an Tiermodellen und modernen bildgebenden Verfahren sind viele Prozesse und Zusammenhänge in unserem Denkorgan noch immer nicht vollständig verstanden. Forscher suchen daher schon seit geraumer Zeit nach Möglichkeiten, die Entwicklung des menschlichen Gehirns „im Reagenzglas“ nachzubilden. Dafür werden in der Regel menschliche Zellen so reprogrammiert, dass sie in den undifferenzierten Zustand der Stammzellen zurückfallen. Aus diesen Zellen wiederum lassen sich dann durch gezielte Manipulation der Kulturumgebung dreidimensionale Zellansammlungen aus Gehirnzellen züchten, die bereits erste Ansätze der Vernetzung und Funktion zeigen.

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