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24.10.2017

Ein Atlas vom Gehirn – Tübinger Forscher an US-Großprojekt beteiligt

Die Zelltypen im Gehirn unterscheiden sich schon in der äußeren Gestalt sehr stark – noch mehr aber in ihrer Funktion. Bild: J. Jiang/A.Tolias, Baylor College, Houston
Die Zelltypen im Gehirn unterscheiden sich schon in der äußeren Gestalt sehr stark – noch mehr aber in ihrer Funktion. Bild: J. Jiang/A.Tolias, Baylor College, Houston

Tübinger Neurowissenschaftler sind an einem 65 Millionen Dollar schweren Programm zur genauen Kartierung des Gehirns beteiligt, das die National Institutes of Health (NIH) der USA ausrichten. Das NIH-geförderte Großprojekt BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) will ein Nachschlagewerk in der Art eines Atlas vom Gehirn erstellen, das alle Zelltypen erfasst und in ihrer Genetik, dem Aussehen und ihrer Funktion beschreibt.

Das Projekt, in dessen Verlauf mehrere Hunderttausend einzelne Zellen untersucht werden sollen, wird verschiedene neurowissenschaftliche Methoden einsetzen, um alle Zelltypen im Neocortex (ein Teil der Großhirnrinde) der Maus zu identifizieren. Es soll als erster Schritt dienen, um anschließend die Zelltypen im wesentlich komplexeren Neocortex des Menschen zu kategorisieren. Der Neurowissenschaftler Dr. Philipp Berens vom Forschungsinstitut für Augenheilkunde der Universität Tübingen wird Verfahren aus der Bioinformatik und dem Maschinellen Lernen beisteuern, um die verschiedenen gesammelten Datenarten zu integrieren. An dem prestigeträchtigen Projekt unter Führung des Allen Institute for Brain Science sind auch das Baylor College of Medicine, das California Institute of Technology, die Harvard University und die University of California in Berkeley beteiligt. Die Universität Tübingen ist neben dem Stockholmer Karolinska-Institut in Schweden der einzige Projektpartner in Europa und wird dafür im Verlauf von fünf Jahren ca. 700.000 Euro Förderung erhalten.

Das Gehirn besteht aus einer Vielzahl von Zelltypen, die heute noch längst nicht alle bekannt und beschrieben sind. Die Zelltypen unterscheiden sich in ihrer äußeren Gestalt und elektrischen Aktivität ebenso wie in der Art und Weise, wie sie mit anderen Zellen verbunden sind, und welche Teile ihrer DNA aktiv sind. Ihre vollständige Erfassung wäre eine grundlegende wissenschaftliche Errungenschaft, von der die Neurowissenschaften weltweit auf Jahrzehnte hinaus profitieren würden. Zudem würde sie das Verständnis von neurodegenerativen und -psychiatrischen Erkrankungen auf zellulärer Ebene erleichtern.

Philipp Berens und Paul Töbelmann

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