Hirnorganoide liefern Einblicke in die Evolution des menschlichen Gehirns

In einer immer älter werdenden Gesellschaft ist die Frage, wie wir gesund und vital bis ins hohe Lebensalter bleiben, von zentraler Bedeutung. Gesundes Altern, das heißt tatsächlich bis ins hohe Alter den üblichen gesundheitlichen Alterseinschränkungen wie beispielsweise einer Abnahme kognitiver Fähigkeiten zu entgehen, gelingt in der Regel nur einem kleineren Teil alternder Menschen. Folglich hat sich die Forschung bislang weitgehend auf häufige Alterserscheinungen wie der Gebrechlichkeit und den typischen Alterserkrankungen wie zum Beispiel der Alzheimer-Krankheit konzentriert.

Dresdner Forscherteam findet heraus, dass moderne Menschen während der Gehirnentwicklung mehr Nervenzellen im Frontallappen produzieren als Neandertaler, verursacht durch die Veränderung einer einzigen Aminosäure in dem Protein TKTL1.

Eine internationale Forschungsgruppe, an der Wissenschaftler:innen der I. Medizinischen Klinik und Poliklinik und des Instituts für Physiologische Chemie der Universitätsmedizin Mainz beteiligt waren, hat ein Protein identifiziert, das sowohl für die Bildung von gesunden Gehirnzellen als auch für die Entstehung von Krebsmetastasen von entscheidender Bedeutung ist. Das Forschungsteam fand heraus, dass das Protein ZNF827 bei diesen zwei zellulären Prozessen maßgeblich einen Mechanismus reguliert, der die Zellwanderung ermöglicht: die sogenannte epithelial-mesenchymale Transition (EMT).

Als Biomarker könnten sie künftig Auskunft über entzündliche Abläufe bei Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson geben

Wissenschaftler:innen der Universität Magdeburg erforschen den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson.

„Viele glauben, dass die Kreativität nur einer einzigen Gehirnregion zugeordnet ist. Das ist aber nicht der Fall“, sagt Dr. Radwa Khalil. Die Neurobiologin an der Jacobs University Bremen hat gemeinsam mit Wissenschaftler:innen aus Südafrika und Australien ein computergestütztes Modell entwickelt, das kreative Prozesse einem Netzwerk im Gehirn zuordnet. Je nach Art der kreativen Aktivität können diese Netzwerke unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Forschungsergebnisse sind vor kurzem in der renommierten Zeitschrift „Neuroscience & Biobehavioral Reviews“ veröffentlicht worden.

Im lateralen Horn des Gehirns von Essigfliegen erfolgt die Bewertung einzelner Düfte und die Steuerung des daraus resultierenden Verhaltens. Dies berichtet ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in der Zeitschrift eLife. Höhere Hirnregionen sind somit in der Lage, Duftinformationen aus der Umgebung zu filtern und die Außenwelt der Fliege in unterschiedliche neuronale Aktivitäten im Gehirn umzuwandeln. Das daraus resultierende Verhalten sichert Überleben und Fortpflanzung der Fliege

ETH-​Forschende untersuchten im Detail, wie sich während der Embryonalentwicklung das Neuralrohr formt. Sie kommen zum Schluss: Dies geschieht weniger aktiv als bisher angenommen. Auswirkungen hat das auch für das Verständnis von Fehlbildungen wie einem offenen Rücken.

Forschende der Universität Bern und Inselspital, Universitätsspital Bern haben entdeckt, wie das Gehirn während des REM-Schlafs Emotionen sortiert, um die Speicherung positiver Emotionen zu verstärken und zu verhindern, dass traumatische Erinnerungen sich im Gehirn verfestigen. Die Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung des Schlafs für die menschliche Gesundheit und eröffnen neue Wege für therapeutische Strategien.

Beim Menschen ist die Geburt schwieriger und schmerzhafter als bei Menschenaffen. Lange nahm man an, dass dies auf das grosse Gehirn und die engen Verhältnisse im mütterlichen Becken zurückgeht. Mit 3D-Geburtssimulationen zeigen Forschende der Universität Zürich, dass die Geburt aber bereits bei den Vormenschen vor rund drei Millionen Jahren deutlich schwieriger war trotz ihrem noch kleinen Gehirn – mit Folgen für ihre kognitive Entwicklung.

Lautwandelphänomene im Mittelalter geben Aufschluss über die Wahrnehmung von Sprache

Eine Stimulation bestimmter Kleinhirnbereiche könnte Absence-Epilepsien entgegenwirken. Was jedoch auf zellulärer und molekularer Ebene bei dieser Form der Epilepsie im Gehirn passiert und wie genau sich eine Stimulation auswirkt, ist bislang nicht im Detail verstanden. Neue Einblicke haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) in Versuchen mit Mäusen gewonnen.

Halluzinogene Substanzen werden gerne als Partydrogen konsumiert – doch Studien haben nachgewiesen, dass sie auch gegen Depressionen helfen. Was Psilocybin genau im Gehirn depressiver Menschen bewirkt, haben nun Londoner Forscher untersucht.

Halluzinogene Substanzen werden gerne als Partydrogen konsumiert – doch Studien haben nachgewiesen, dass sie auch gegen Depressionen helfen. Was Psilocybin genau im Gehirn depressiver Menschen bewirkt, haben nun Londoner Forscher untersucht.

Um den Informationsfluss im Gehirn zu verstehen, muss man wissen, welche Nervenzellen an welchen Funktionen beteiligt sind, und wie sie untereinander verschaltet sind. Mit einer neu entwickelten Bildgebungsmethode legt ein chinesisches-deutsches Forscherteam die Grundlage für eine genaue Eins-zu-eins-Kartierung von Zellen und Funktionen. An der Entwicklung ist auch Dr. Hongbo Jia beteiligt, der den in vivo-Mikroskopiebereich am Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) Magdeburg leitet. Das neue Verfahren wurde nun im Fachmagazin Nature Communications vorgestellt.

Künstliche neuronale Netze spezialisieren sich wie das menschliche Gehirn auf die Wahrnehmung von Gesichtern – Wahrnehmungspsychologische Studie von JLU und MIT

Schlussakt in der Pandemie? Umfangreiche neue Daten zu Long Covid und zu möglicherweise lang anhaltenden Einbußen im Körper und Gehirn zeigen, wieso viele Infizierte und das Gesundheitssystem so schnell nicht aufatmen können.

Das Max-Planck-Institut für Psychiatrie und das Universitätsklinikum Bonn konnten erstmals einen Stressfaktor im Gehirn direkt mit dem zelleigenen Recyclingprogramm und Fettleibigkeit in Verbindung bringen. Dies könnte einen vollkommen neuen Ansatz zur Behandlung Stress-induzierter Stoffwechselerkrankungen ermöglichen.

Schlussakt in der Pandemie? Umfangreiche neue Daten zu Long Covid und zu möglicherweise lang anhaltenden Einbußen im Körper und Gehirn zeigen, wieso viele Infizierte und das Gesundheitssystem so schnell nicht aufatmen können.

Astrozyten bilden im zentralen Nervensystem grosse Netzwerke miteinander verbundener Zellen. Werden diese Verbindungen im Gehirn erwachsener Mäuse unterbrochen, können die Tiere keine räumlichen Informationen mehr speichern. Das Astrozyten-Netzwerk ist somit essenziell für räumliches Lernen und Gedächtnisbildung, wie Neurowissenschaftler der Universität Zürich zeigen.

»Es gibt deutliche Hinweise auf hirnbezogene Anomalien«: Laut Forschenden aus Oxford verringere sich nach einer Coronaerkrankung die graue Substanz im Gehirn ebenso wie die Gesamtgröße des Organs.

Nervenzellen führen unentwegt komplizierte Berechnungen durch – eine Voraussetzung dafür, dass wir zum Beispiel ein Geräusch im Raum lokalisieren oder die Richtung einer Bewegung abschätzen können. Dazu müssen einzelne Zellen zwei Signale multiplizieren. Wie solch ein Rechenprozess konkret abläuft, war jahrzehntelang ein Rätsel. Eine Studie des Max-Planck-Instituts für biologische Intelligenz, in Gründung (i.G.), hat in der Fruchtfliege die biophysikalische Grundlage entschlüsselt, die es einem Nervenzelltyp ermöglicht zwei Eingangssignale miteinander zu multiplizieren. Dies gibt neue Einblicke in die Rechenleistung einzelner Nervenzellen, die unzähligen Vorgängen im Gehirn zugrunde liegt.

Die Ursache der Tuberöse Sklerose, einer seltene Neuroentwicklungsstörung, findet sich in der besonderen Biologie des menschlichen Gehirns. Zu diesem Ergebnis kommen Forscherinnen und Forscher des Wiener Instituts für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA). Für die Erforschung wurden die am IMBA entwickelten mikroskopisch kleinen Labormodelle des menschlichen Gehirns – Organoidmodelle genannt – adaptiert. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Science veröffentlicht. Sie zeigen, dass Krankheiten des menschlichen Gehirns oft besser mit Hilfe von Organoidmodellen des menschlichen Gehirns als mit Tiermodellen verstanden werden können.

Hirnerkrankungen wie ein Schlaganfall können ein Broken-Heart-Syndrom auslösen. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK), die diesen Zusammenhang erstmals systematisch aufgearbeitet haben.