Hirn im Hirn

Bio­lo­gen pflan­zen Mäu­sen mensch­li­che Ner­ven­zel­len in den Schä­del. Die hu­ma­nen Neu­ro­nen wach­sen dort und ver­net­zen sich, aber sor­gen sie auch für In­tel­li­genz?

Sueddeutsche Zeitung Deutschland-Ausgabe - - WISSEN - Von han­no cha­ri­si­us

Wenn Bio­lo­gen oder Ärz­te in ein Ge­hirn bli­cken, dann ma­chen sie das üb­li­cher­wei­se mit ei­nem bild­ge­ben­den Ver­fah­ren, das den Den­kap­pa­rat durch­leuch­tet. Eher sel­ten ist da­mit ein di­rek­ter Blick ge­meint, wie durch ein Fens­ter. Ei­nen sol­chen ha­ben nun al­ler­dings Neu­ro­wis­sen­schaft­ler um Fred Ga­ge vom Salk In­sti­tu­te for Bio­lo­gi­cal Stu­dies im ka­li­for­ni­schen La Jol­la ge­schaf­fen. Sie ha­ben Mäu­sen mensch­li­ches Ner­ven­ge­we­be ins Ge­hirn ge­pflanzt und ein Sicht­fens­ter kon­stru­iert, durch das sie be­ob­ach­ten kön­nen, wie sich die Neu­ro­nen der bei­den Spe­zi­es mit­ein­an­der ver­tra­gen.

Die For­scher ha­ben den Mäu­sen so­ge­nann­te Hirn-Or­ga­no­ide ein­ge­pflanzt, klei­ne Ner­ven­knäu­el, die aus Stamm­zel­len er­schaf­fen wur­den. Es ging um die Fra­ge, ob sol­che Mi­ni-Hir­ne auch in ei­nem le­ben­den Or­ga­nis­mus und nicht nur in Zucht­ge­fä­ßen über­le­ben wür­den – und wie sie sich in der bio­lo­gi­schen Um­ge­bung ver­hal­ten. Bis zu 50 Ta­ge lang lie­ßen die For­scher die Or­ga­no­ide zu­vor im La­bor rei­fen, bis sie die­se durch ein drei Mil­li­me­ter gro­ßes Loch in der Schä­del­de­cke in die Mäu­se­hir­ne scho­ben. Dankt ei­nes zu­sätz­li­ches Gens leuch­ten die mensch­li­chen Hirn­zel­len grün und lie­ßen sich durch das mit ei­nem Sicht­fens­ter ge­schlos­se­ne Loch be­ob­ach­ten.

Ethi­sche Be­den­ken, Tie­re mit hu­ma­nen Neu­ro­nen auf­zu­rüs­ten, hat der For­scher nicht

In­ner­halb von drei Mo­na­ten sprieß­ten aus den im­plan­tier­ten Mi­ni-Hir­nen neue Zel­len, be­rich­ten Ga­ge und sei­ne Kol­le­gen im Fach­blatt Na­tu­re Bio­tech­no­lo­gy. Be­reits nach zwei Wo­chen wa­ren al­le Or­ga­no­ide von Blut­ge­fä­ßen durch­drun­gen, die das art­frem­de Ner­ven­ge­we­be aus dem Blut­kreis­lauf der Mäu­se mit Nähr­stof­fen und Sau­er­stoff ver­sorg­ten. Die Im­plan­ta­te lie­ßen zu­dem Ner­ven­zel­len tief ins Mäu­se­hirn wach­sen. Die Un­ter­su­chun­gen zeig­ten, dass sich die Ak­ti­vi­tät der bei­den Ner­ven­sys­te­me auf­ein­an­der ein­spiel­te, bei­de Ge­hir­ne feu­er­ten Si­gna­le im Takt. Nach Auf­fas­sung der For­scher hat sich ein ge­mein­sa­mes neu­ro­na­les Netz­werk ge­bil­det.

Ging durch die­se Ver­schal­tung auch mensch­li­cher Geist auf den Na­ger über? Ga­ge und sei­ne Kol­le­gen prüf­ten das Ver­hal­ten der Mäu­se so­wie ihr Lern­ver­mö­gen und kom­men klar zu dem Er­geb­nis: nein. Le­dig­lich in ei­nem Test schnit­ten Tie­re et­was schlech­ter ab, was die Ar­beits­grup­pe mit den Ver­let­zun­gen durch den ope­ra­ti­ven Ein­griff er­klärt. Nichts an­de­res hat­te die For­scher­grup­pe er­war­tet. Doch mag Ga­ge zum jet­zi­gen Zeit­punkt nicht aus­schlie­ßen, dass es Ve­rän­de­run­gen ge­ge­ben ha­ben könn­te, die bis­lang noch un­be­merkt blie­ben.

Auch an­de­re Neu­ro­wis­sen­schaft­ler wä­ren über­rascht ge­we­sen, hät­ten die Mäu­se plötz­lich Fä­hig­kei­ten hin­zu­ge­won­nen oder ver­lo­ren. „Na­tür­lich än­dert sich das Ver­hal­ten nicht“, sagt Jür­gen Knob­lich, in des­sen La­bor am In­sti­tut für mo­le­ku­la­re Bio­tech­no­lo­gie in Wi­en vor fünf Jah­ren zum ers­ten Mal sol­che Hirn-Or­ga­no­ide wuch­sen. Er mag den Be­griff „Mi­ni-Hirn“ nicht, der die Fan­ta­sie arg be­flü­gelt. „Das sind kei­ne Nach­bil­dun­gen des Ge­hirns, son­dern le­dig­lich or­ga­ni­sier­te Ge­we­be­stü­cke.“Die je­doch sei­en in­ter­es­san­te Mo­dell­ge­bil­de, um die Ent­ste­hung von Krank­hei­ten wie Schi­zo­phre­nie, Au­tis­mus, Par­kin­son und Alz­hei­mer zu er­for­schen.

Die neue Stu­die un­ter­streicht laut Knob­lich die­ses Po­ten­zi­al ins­be­son­de­re durch die Blut­ver­sor­gung und die Ver­schal­tung der Ner­ven­sys­te­me. Ethi­sche Be­den­ken, Tie­re mit hu­ma­nen Ner­ven­zel­len auf­zu­rüs­ten, hat er nicht, da sie da­durch nie­mals mensch­li­che Ei­gen­schaf­ten be­kom­men wür­den. Den­noch er­öff­ne die­se For­schung gro­ße ethi­sche Pro­blem­fel­der. Ers­tens durch die Tier­ver­su­che, die „gut be­grün­det“sein müss­ten. Zwei­tens müss­ten die Pa­ti­en­ten, de­ren Zel­len für sol­che Ex­pe­ri­men­te ver­wen­det wer­den, um­fas­send auf­ge­klärt wer­den. „Ei­ne ein­fa­che Ein­wil­li­gung, dass die Ge­we­be­pro­ben zu For­schungs­zwe­cken ver­wen­det wer­den dür­fen, reicht nicht mehr aus.“Drit­tens: „For­scher soll­ten durch ih­re Äu­ße­run­gen kei­ne fal­schen Hoff­nun­gen we­cken.“

FO­TO: MADELINE A. LANCASTER; NA­TU­RE; DPA

Darf man es als Mi­ni-Hirn be­zeich­nen? Ein Or­ga­no­id aus mensch­li­chen Neu­ro­nen un­ter dem Mi­kro­skop.

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