Einem Team von der University of Alberta gelang es, Neurone mit Hilfe eines Lasers zu verbinden. Bisher gelang dies nur unter Laborbedingungen, aber die Forscher hoffen, mit der Technik eines Tages neuronale Verletzungen oder Krankheiten behandeln zu können, die Neurone angreifen.


Brain Scan
Foto: MRT Scans, Gerwin Sturm, Flickr, CC BY-SA 2.0

Neurone regenerieren nicht

Neurone sind Zellen, die elektrische Impulse leiten und die strukturelle und funktionelle Grundeinheit des Nervensystems darstellen. Sie werden auch als Nervenzellen bezeichnet. Signale zwischen einzelnen Nervenzellen werden über Fortsätze namens Dendriten und Axone über eine Synapse weitergeleitet. Diese Komponenten werden durch eine fettige Biomembran namens Myelin geschützt. Sie schützt gleichzeitig die Neurone und beschleunigt die Erregungsweiterleitung.

Schäden am Myelin oder gar die Durchtrennen neuronaler Verbindungen können den Transport von Informationen verlangsamen oder ganz unterbrechen, was potentiell zu allen möglichen Symptomen bis hin zu Lähmungserscheinungen führen kann. Neurone sind nicht fähig, sich selbst zu heilen, wenn sie beschädigt sind. Neuronale Schäden sind deshalb nur schwer zu behandeln.


Wiederherstellung von neuronalen Verbindungen

Den Forschern gelang es, mit Hilfe eines Femtosekunden-Lasers im Reagenzglas eine Verbindung zwischen einzelnen Neuronen herzustellen. Derartige Laser senden Lichtimpulse im Femtosekunden-Bereich aus und wurden im Vorfeld bereits verwendet, um andere Zelttypen miteinander zu verbinden. Durch präzise Einstellung gelang es den Forschern, einen Prozess namens Hemifusion zu induzieren und so die Neurone miteinander zu verschmelzen. Bei dem Prozess werden die Verbindungen der Fettmoleküle in den Membranen der Neuronen aufgebrochen, wodurch diese neue Bindungen mit den Fettmolekülen der Membranen benachbarter Nervenzellen bilden.

Die Prozedur ist zu 90 Prozent erfolgreich und produziert Verbindungen, die auch unter Krafteinwirkung auf die Neurone bestehen bleiben. Die Entdeckung wird es nicht von heute auf morgen ermöglichen, Verletzungen an der Wirbelsäule zu behandeln, aber sie ist ein Schritt in genau diese Richtung.

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