Detaillierter Gehirn-Atlas enthüllt 3.000 Zelltypen, die für Emotionen, Gedächtnis und Denken verantwortlich sind

Wissenschaftler haben den detailliertesten und umfassendsten Atlas der mehr als 3.000 Zellen unseres Gehirns erstellt. Sie kartierten die Standorte und Funktionen vieler Zelltypen.

Der Atlas bringt die Wissenschaft dem Verständnis der 1,7 Milliarden Gehirnzellen näher, die für unsere Gedanken, Emotionen, Gefühle, unser Gedächtnis und unsere Krankheiten verantwortlich sind.

Das Team stellte seinen Atlas als eine Sammlung von 21 Veröffentlichungen in mehreren wissenschaftlichen Zeitschriften vor: "Science", "Science Advances" und "Science Translational Medicine".

Bild: Wesley Tingey / Unsplash

Ihre Ergebnisse lieferten entscheidende Erkenntnisse über unser Gehirn und können als Grundlage für neue Studien über Krankheiten, Gehirnfunktionen oder ähnliche Themen dienen.

Laut einem in der Zeitschrift Science veröffentlichten Brief von Alyssa Weninger, einer der Autorinnen des Projekts, waren an dem Forschungsprojekt Teams aus aller Welt beteiligt.

Die Washington Post und NPR berichteten, dass die "National Institutes of Health" das Projekt im Rahmen ihrer "BRAIN-Initiative" (Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) finanziert haben.

Weninger erläuterte die umfangreichen Bemühungen: Laboratorien von verschiedenen Disziplinen identifizierten, charakterisierten und kartierten die Gehirnzellen von Menschen, anderen Primaten und Ratten.

Die 21 Arbeiten mit den Projektergebnissen zeigen detaillierte Karten jeder "Region" des Gehirns und der Zellen, aus denen sie bestehen. Anschließend wurden die Karten verglichen.

Ed Lein, ein Neurowissenschaftler am Allen Institute for Brain Science, erklärte gegenüber der Washington Post, dass jeder Teil des Gehirns so komplex ist wie ein komplettes Organ, so dass die Karten sehr kompliziert sind.

Dennoch liefern die Ergebnisse den Wissenschaftlern ein wichtiges Verständnis des Gehirns. Es ist das erste Projekt, das umfassende Details über die Zusammensetzung des Gehirns liefert, erklärte Lein.

Henry Greely, ein Juraprofessor an der Universität Stanford, der in einem Gremium mitwirkte, das das Projekt begleitete, sagte der Zeitung, es sei, als würde man ein Raumschiff auf einen anderen Planeten schicken.

Das Projekt bestätigte auch eine feldverändernde Erkenntnis über die Evolution des menschlichen Gehirns und darüber, wie es uns von allen anderen Arten, einschließlich eng verwandter Primaten, unterscheidet.

Der Atlas bestätigte, dass die "Regionen" des Gehirns mit unterschiedlichen Funktionen nicht von neuen Zelltypen stammen, sondern von denselben in einer anderen Reihenfolge.

Das Verhältnis der Zellen unterscheidet uns. So schaffen nur wenige Gene eine endliche Anzahl von Bausteinen für das Gehirn, die sich in unterschiedlichen Verhältnissen zu verschiedenen Gehirnfunktionen zusammensetzen.

Es gibt ein paar Ausnahmen. Der primäre visuelle Kortex verfügt beispielsweise über einige gebietsspezifische Arten von Neuronen. Aber das bestätigt die Regel: Es ist nicht notwendig, neue Zellen für eine neue Gehirnregion zu schaffen.

Mit solch außergewöhnlichen Erkenntnissen kann die Publikationsreihe den Grundstein für viele weitere Forschungen über den Aufbau und die Funktionen unseres Gehirns legen.

Nach Angaben von NPR ist der Atlas nur ein Teil eines größeren Projekts zum Verständnis des menschlichen Gehirns. Dazu gehören Studien über Neuronenverbindungen und Gehirnschaltkreise und die Feststellung, wie wir Erinnerungen bilden, Probleme lösen und Bewusstsein erzeugen.

Einige der in den Hirnatlas-Studien verwendeten Techniken wurden während der Forschung entwickelt und stehen nun für die künftige Forschung, insbesondere zu Krankheiten, zur Verfügung.

Im Rahmen des Projekts wurden nicht nur Techniken entwickelt, sondern auch umfassende Daten gesammelt, die den Weg für neue Forschungen zur Genetik des Gehirns und zur Verteilung und Verbindung von Zellen ebnen können.

Das ist besonders nützlich für die Erforschung von Gehirnerkrankungen. Ed Lein erklärte gegenüber der Washington Post, dass das Verständnis dieser Gehirnmechanismen für die Erforschung von Krankheiten unerlässlich ist.

Ein wichtiger Teil der Arbeit war ein Wörterbuch, das bestimmte genetische Veränderungen mit bestimmten Gehirnzelltypen in Verbindung bringt und künftigen Forschern wichtige Informationen liefert.