Wie Neuronen geschaltet werden können

100 Milliarden – so viele Neuronen trägt jedes menschliche Gehirn in sich. Sie und ihre Schaltungen zu verstehen, ist der Schlüssel, um auch das Gehirn selbst zu verstehen. Forschungsarbeit an der Johannes-Kepler-Universität soll dazu nun einen wichtigen Beitrag leisten.

Um Neuronen zu erforschen und damit Therapien für neuronale Störungen zu entwickeln, ist es bisher nötig, die Nervenzellen gezielt an- und abschalten zu können. Mittels Lichtimpulsen können dabei Neuronen reguliert werden. Die Behandlung ist meist jedoch nicht ohne Nebenwirkungen. Auch die Optogenetik, bei der gentechnisch modifiziertes Material in die Neuronen eingeführt wird, stößt an ihre Grenzen.

Gemeinsam mit seinen Institutskollegen Simon Straßgschwandtner und Rohit Yadav hat der JKU-Biophysiker Jürgen Pfeffermann mit finanzieller Unterstützung des FWF eine gänzlich neue Methode entwickelt. Den drei Forschern ist es gelungen, erregbare Zellen über Lipide, also Fette, zu steuern. Diese sogenannten Fotolipide können mithilfe von Licht Reize setzen. "Wir können mit den Fetten die Nervenzellen auslösen. Und das ohne gentechnisch veränderte Material", sagt Straßgschwandtner.

Die Nervenzellen lassen sich aber auch abregen. Da sich die Fette unmittelbar in die Membran der Zelle einbauen, lassen sich die Neuronen auswählen und steuern. "Vor allem in der Diagnostik könnte das ein Durchbruch sein", sagt Rohit Yadav. Bis zur klinischen Anwendung sei es jedoch noch ein weiter Weg, der viel Forschung erfordere.