Ein "Herz" im Gehirn - wissenschaft.de
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Ein „Herz“ im Gehirn

Foto: Cecilia Llao-Cid

Das Gehirn ist die Schaltzentrale des Körpers. Doch wie werden eigentlich im Gehirn selbst die Abläufe zwischen den Zellen koordiniert? Zu dieser Forschungsfrage haben die Neurologin Amparo Acker-Palmer und ihr Team von der Universität Frankfurt neue Antworten gefunden. Sie stellten fest, wie die Blutgefäße im Gehirn für die Entwicklung der Neuronen-Netzwerke sorgen, genauer: wie die beiden Bereiche miteinander kommunizieren. Wie das in einem Mäusehirn aussieht, zeigt das Bild oben, das einen Blick in das Gehirn eines zehn Tage alten Mäuseembryos gewährt: Hier sind die rot gefärbten Blutgefäße in engem Austausch mit den Nervenzellen, die sich in der Großhirnrinde befinden.

Welche allgemeine Rolle das Gefäßsystem im Gehirn spielt, ist bekannt: Es versorgt die Nervenzellen und die sie umgebenden Gliazellen mit Sauerstoff und Nährstoffen. Die Frankfurter Forscher interessiert nun, wie die genauen biochemischen Prozesse ablaufen. Schon bei früheren Studien entdeckten sie Moleküle, darunter das Protein Reelin, das die Bewegung von Nervenzellen steuert und insbesondere beim Wachstum des Gehirns zum Einsatz kommt. Das Protein arbeitet im Endothel, grob gesprochen in den Zellen der Wandschicht der Blutgefäße. Die Forscher stellten fest, dass es auch bei der embryonalen Entwicklung der Großhirnrinde eine Rolle spielt. In diesem Teil des Gehirns werden wichtige Funktionen wie Erinnerung, Wahrnehmung oder Sprache abgewickelt.

Steuerung der Blut-Hirn-Schranke

Wie gingen die Wissenschaftler nun bei ihren Versuchen mit Mäusen vor? „Wir haben uns entschieden, nur die Signalkaskade des Reelins in den Endothel-Zellen auszuschalten und zu prüfen, wie die Anordnung der Neuronen und Gliazellen in der Großhirnrinde beeinflusst wird“, erklärt die Forscherin. So konnten Acker-Palmer und ihr Team herausfinden, wie die Endothel-Zellen über das Reelin die Neuronen anweisen, sich an der richtigen Stelle niederzulassen. Einfach formuliert: Die Großhirnrinde wächst.

In ihren Versuchen fiel Acker-Palmer noch eine weitere Funktion der Endothel-Zellen auf: Über die Reelin-Kaskade wird auch der Austausch an der sogenannten Blut-Hirn-Schranke gesteuert. Diese trennt das Gehirn und das Rückenmark von den mit Blut versorgten Bereichen des Körpers. „Einige neuropsychiatrischen und neurodegenerativen Störungen wurden mit einem veränderten Austausch zwischen Blutgefäßen und Nervensystem in Verbindung gebracht“, so die Forscherin. „Das heißt: Will man neue Wege beschreiten, um Demenz oder psychische Krankheiten zu behandeln, müssen wir vorher die Signalwege und Mechanismen verstehen, die dabei eine Rolle spielen.“ Die Arbeit der Frankfurter ist in der Fachzeitschrift „Science“ erschienen.

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