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Frankfurt Wie Zellen lernen

Forscher der Goethe-Universität erhoffen sich durch eine Entdeckung Fortschritte in der Alzheimer-Behandlung: Sie haben herausgefunden, wie sich Zellen durch vermittelte Erfahrungen weiterentwickeln.

17.05.2011 12:36
Julia Frese
Sieht nicht nur cool aus, ist auch lernfähig: die Zelle. Foto: M. Stepniewski/g-csc

In herkömmlichen biologischen Lehrbüchern sehen Zellkerne noch rund aus. Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe der Uni Frankfurt fand nun heraus, dass Zellkerne tatsächlich auch auf unterschiedliche Weise eingefaltet sein können. „Die elektrischen Reize, die sie weitergibt, sind sozusagen die Sprache der Zelle, mit der sie mit ihren Artgenossen kommuniziert,“ erklärt Gillian Queisser, Juniorprofessor am Goethe-Zentrum für wissenschaftliches Rechnen. Durch die eingefaltete Form können die Zellkerne hochfrequente Kalzium-Signale empfangen. „Die Zelle verändert sich strukturell um sich selbst zu erhalten.“

Diese Erkenntnisse könne man möglicherweise in der Alzheimer-Forschung weiterverwenden. Bei Alzheimer-Erkrankten ist nämlich der Kalzium-Stoffwechsel der Nervenzellen gestört. Man hofft, in Zukunft herauszufinden, wie Zellen „lernen“. Und damit schließlich auch, wie sie etwas verlernen. „Bisher ist, was wir hier machen, noch reine Grundlagenforschung“, sagt Queisser, „aber ich kann mir vorstellen, dass die Ergebnisse anderen Forschern weiterhelfen werden.“

Mit einem 3D-Modell versuchen die Mathematiker und Informatiker die Erkenntnisse der neurobiologischen Studie zu veranschaulichen. Dafür projizieren sie den Hippocampus aus dem Gehirn einer Ratte mit einem „Spezialbeamer“ auf eine Leinwand. Setzt der Betrachter eine 3D-Brille auf, so kann er in dem Geflecht aus bläulich schimmernden Nervenfasern spazieren gehen. Die 3D-Brille ist dafür mit Referenzpunkten ausgestattet, damit der Computer exakt messen kann, wo sich der Zuschauer befindet. Das 3-D-Gerät soll dazu dienen, die neurobiologischen Erkenntnisse für die Forscher zu visualisieren und damit eine weitere Verarbeitung der gemessenen Daten zu vereinfachen. Denn ab einem bestimmten Punkt helfen Formeln und Gleichungen nicht mehr weiter. „Man kommt bei neurobiologischen Studien an einen Punkt, da muss man sich sagen: Ich kann zwar experimentell messen, aber ich verstehe die Ergebnisse nicht“, erläutert Queisser die Beweggründe für den Bau des komplexen Geräts. Auch sei das 3D-Modell ein Hilfsmittel, um die Ergebnisse der bisherigen Forschung weiterzuvermitteln. „Einerseits wollten wir die Ergebnisse visualisieren um sie selbst besser zu verstehen, andererseits sind sie auch hilfreich zur anschaulicheren Präsentation vor Forschungspartnern von anderen Universitäten.“

Öffentlich ist das Modell im Keller des Goethe-Zentrums nicht. „Im Moment nutzen es nur die beteiligten Wissenschaftler“, sagt Queisser. Sollte sich aber eine größere Gruppe Interessenten finden, könnten die sicher auch mal einen Blick riskieren.

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