Studie mit Singvögeln enthüllt mögliche Wege zur Selbstheilung des menschlichen Gehirns

Forscher der Boston University haben einen überraschenden Mechanismus im Gehirn von Zebra-Finken entdeckt, der erklären könnte, warum Menschen eine begrenzte Fähigkeit zur Regeneration von Gehirnzellen haben.

Mit hochauf Forscher der Boston University haben einen überraschenden Mechanismus im Gehirn von Zebra-Finken entdeckt, der erklären könnte, warum Menschen eine begrenzte Fähigkeit zur Regeneration von Gehirnzellen haben. Mit hochauflösender Elektronenmikroskopie beobachtete das Team die Neurogenese – die Geburt und Migration neuer Neuronen.

Die Ergebnisse stellen frühere Annahmen darüber in Frage, wie das Gehirn neue Zellen integriert und sich selbst repariert.

Wir fanden heraus, dass neue Neuronen

„Wir fanden heraus, dass neue Neuronen im Gehirn erwachsener Singvögel wie Entdecker wirken, die einen Weg durch ein dichtes Dschungel bahnen“, sagte Benjamin Scott, Assistenzprofessor für Psychologische und Gehirnwissenschaften am BU College of Arts & Sciences und Korrespondenzautor der Studie.

Tunnelnde Neuronen Während die meisten menschlichen Organe häufige zelluläre Updates durchlaufen, sind unsere Gehirne weitgehend auf die bei der Geburt vorhandenen Neuronen beschränkt.

Im Gegensatz dazu erleben Fische, Reptilien und Vögel lebenslange Neurogenese, die ihren Gehirnen eine regelmäßige Auffrischung ermöglicht, die die meisten Säugetiere nicht besitzen.

Diese Diskrepanz hat Forscher dazu veranlasst,

Diese Diskrepanz hat Forscher dazu veranlasst, zu untersuchen, warum die Regeneration des menschlichen Gehirns so begrenzt ist und ob die in anderen Arten gefundenen biologischen Mechanismen genutzt werden können, um zukünftige regenerative Therapien für das menschliche Gehirn zu erschließen.

Der Zebra-Finch, ein kleiner australischer Singvogel, ist aufgrund seiner außergewöhnlichen Fähigkeit, komplexe Lieder zu erlernen und zu perfektionieren, ein primäres Forschungsobjekt für die Neurologie.

Experten gewinnen wertvolle Einblicke darüber, wie Gehirne von Tieren neue Fähigkeiten erwerben und komplizierte Klänge meistern, indem sie das vokale Lernen untersuchen. Die Boston University entdeckte, dass die Neurogenese im Gehirn des Zebra-Finchs einen überraschend aggressiven Migrationsprozess beinhaltet.

In dieser neuen Arbeit wurde fortschrittliche

In dieser neuen Arbeit wurde fortschrittliche Mikroskopie verwendet, um zu beobachten, wie neu geborene Neuronen durch das Gehirn „tunneln“ – indem sie reife Zellen physisch verdrängen und quetschen, um ihr Ziel zu erreichen – anstatt vorsichtig um sie herumzunavigieren.

Dieses Mobbingverhalten deutet darauf hin, dass die Entstehung neuer Zellen dem Gehirn zwar hilft, sich zu reparieren und zu lernen, dies jedoch durch einen disruptiven Mechanismus geschieht, der sich in bestehende neuronale Schaltkreise hineindrängt.

Neurodegenerative ErkrankungenScott schlägt vor, dass die disruptive Natur von Tunnelneuronen Lernen und Reparatur ermöglicht; sie könnte aber auch die Integrität bestehender Erinnerungen gefährden.

Da unsere Gehirne Speicher für komplexe,

Da unsere Gehirne Speicher für komplexe, lebenslange Erinnerungen und komplizierte Persönlichkeitsmerkmale sind, können wir es uns einfach nicht leisten zu lassen, dass Mobbingneuronen durch unsere graue Substanz pflügen.

Um unsere Erinnerungen intakt zu halten, haben wir die Fähigkeit zur Selbstreparatur geopfert.Dieser evolutionäre Kompromiss macht uns anfälliger für Hirnerkrankungen und altersbedingten Verfall.

Es gibt jedoch auch eine optimistische Schlussfolgerung: Die Entdeckung beweist, dass Neuronen ohne „Glia-Gerüste“ migrieren können – die biologischen Autobahnen, die zuvor für die Gehirnreparatur als wesentlich erachtet wurden.

Es deutet darauf hin, dass eine

Es deutet darauf hin, dass eine Regeneration des menschlichen Gehirns möglicherweise auch ohne diese verlorenen Strukturen möglich ist. „Die meisten Glia-Scaffolds gehen beim Menschen nach der Geburt verloren, und dieser Verlust galt als Hindernis für die Neurogenese im erwachsenen Gehirn“, erklärte Scott.

„Unsere Arbeit zeigt jedoch, dass neue Neuronen beim Vogel dieses Glia-Scaffold nicht benötigen. Das ist spannend, denn es bedeutet, dass die Reparatur des Gehirns möglicherweise kein spezialisiertes Glia-Scaffold erfordert.“ Das BU-Team arbeitet nun auf genetischer Ebene.

Sie nutzen die Einzelzell-RNA-Sequenzierung, um die „Gespräche“ dieser tunnelnden Neuronen mit ihren Nachbarn abzuhören. Sie wollen wissen, „wie“ und „warum“.

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April in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.