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Wie sich die Hirnstruktur verändert, wenn sich das Gehirn nach einem Schlaganfall wieder regeneriert, haben Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der RUB untersucht. Mit neuartiger Mikroskopietechnik beobachteten sie die Netze, die die Nervenzellen umschließen. Das Team von der Medizinischen Fakultät der UDE und vom RUB-Lehrstuhl für Zellmorphologie und Molekulare Neurobiologie beschreibt die Ergebnisse im Journal of Matrix Biology, online veröffentlicht am 6. August 2018.

Superauflösende Mikroskopie

Das menschliche Gehirn besteht zu einem großen Teil aus Nervenzellen. In ihrer unmittelbaren Umgebung formen sich Netze, die die Nervenzellen eng umschließen. Diese perineuronalen Netze sind wichtig bei der Entwicklung des Gehirns und vermutlich auch bei der Reorganisation des Nervensystems nach einem Schlaganfall.

Wie sich die Netze dabei genau verändern, ließ sich bislang mit üblichen mikroskopischen Methoden nicht nachweisen. Forscher aus Essen und Bochum konnten die Veränderungen nun mit der superauflösenden Structured-Illumination-Mikroskopie erstmals sichtbar machen. Dabei kombinierten sie das Verfahren mit mathematischen Analysemethoden, wodurch sie die Molekülstrukturen des Schlaganfallgehirns rekonstruieren konnten.

Netze müssen sich öffnen

Das Team um Prof. Dr. Dirk Hermann vom Lehrstuhl für vaskuläre Neurologie, Demenz und Altersforschung der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Essen hatte bereits vermutet, dass sich die perineuronalen Netze öffnen müssen, damit sich das Gehirn nach einem Schlaganfall erholen kann. „Tatsächlich konnten wir zeigen, dass sich die Ultrastruktur bereits nach einer sehr milden Durchblutungsstörung durchgreifend verändert“, sagt Hermann.

Zunächst wird das Netz deutlich aufgelockert. „Das ermöglicht dann eine Art neuronale Neuverkabelung“, erklärt Erstautor Dr. Egor Dzyubenko. Er hatte die Arbeiten in Bochum am Lehrstuhl von Prof. Dr. Andreas Faissner begonnen und führte sie später in Essen fort. „Die Ergebnisse ermöglichen neue Einsichten in die zellulären Vorgänge nach Hirninfarkten“, erklärt Faissner. Langfristig erhoffen sich die Forscher davon neuartige Schlaganfallmedikamente.