„The Brain Prize“ für Zwei-Photonen-Mikroskopie
Neurowissenschaften-Preis für optisches Verfahren, das neue Einblicke in das lebende Gehirn bietet.
Der mit einer Million Euro Preisgeld höchstdotierte Forschungspreis für Neurowissenschaften, The Brain Prize, ist an vier Wissenschaftler verliehen worden – Winfried Denk und Arthur Konnerth (Deutschland) sowie Karel Svoboda und David Tank (USA) –, die mit der Erfindung und Entwicklung der Zwei-Photonen-Mikroskopie ein bahnbrechendes Instrument für die Hirnforschung geschaffen haben.
Abb.: Die TBP-2015-Preisträger Karel Svoboda, David Tank, Winfried Denk und Arthur Konnerth (Bild: Lundbeck-St.)
Die Zwei-Photonen-Mikroskopie ist eine von wenigen Techniken, die in den letzten 15 Jahren die Möglichkeiten zur Untersuchung des Gehirns entscheidend verändert haben. Sie verbindet modernste Verfahren aus Physik und Biologie und ermöglicht es den Forschern, die kleinsten Strukturen des Gehirns in Echtzeit zu beobachten.
Mit dieser revolutionären Technik können Wissenschaftler nun mit hoher Präzision die Aktivität einzelner Nervenzellen und insbesondere die Kommunikation der vernetzten Nervenzellen untereinander studieren. Das stellt einen gigantischen Fortschritt bei der Erforschung der physischen Abläufe im menschlichen Gehirn dar und erweitert in großem Maße das Verständnis davon, wie die Netzwerke des Gehirns Informationen verarbeiten. Darüber hinaus konnten die Forscher nachverfolgen, wie die Verbindungen zwischen den Nervenzellen im heranwachsenden Gehirn entstehen.
Dank der neuen Technik konnten auch Signalwege identifiziert werden, die die Kommunikation zwischen den Nervenzellen steuern und die Grundlage für das Gedächtnis bilden, und es konnte die Nervenzellaktivität in den neuronalen Netzwerken beobachtet werden, die für das Seh- und Hörvermögen sowie für die Bewegung zuständig sind.
Professor Povl Krogsgaard-Larsen, Vorsitzender der Grete Lundbeck European Brain Research Foundation, die den Preis vergibt, sagt dazu: „Dank dieser vier Wissenschaftler sind wir heute in der Lage, die Entwicklung des gesunden Gehirns zu untersuchen, und können dann versuchen zu verstehen, was passiert, wenn zerstörerische Krankheiten wie Alzheimer oder andere Formen von Demenz auftreten. Nicht zuletzt können wir visualisieren, wie sich adaptive Verhaltensänderungen auf die Nervenzellen lebender Tiere auswirken.
Abb.: TUM-Professor Arthur Konnerth im Labor. (Bild: A. Heddergott, TUM)
Der Physiker Winfried Denk war die treibende Kraft hinter der Erfindung der Zwei-Photonen-Mikroskopie. Gemeinsam mit David Tank und Karel Svoboda setzte er die Technik als innovatives Instrument ein, um die Aktivität in den dendritischen Dornen zu beobachten, die eine zentrale Rolle in der neuronalen Signalübermittlung spielen. Hierauf aufbauend betrachtete der Mediziner Arthur Konnerth die Aktivität in Tausenden synaptischen Verbindungen simultan im lebenden Tier, und Karel Svoboda nutzte die Zwei-Photonen-Mikroskopie, um die Veränderungen zu kartieren, die im Netzwerk des Gehirns ablaufen, wenn ein Tier eine neue Fertigkeit erlernt.
Die Zwei-Photonen-Mikroskopie war seit ihrer Erfindung im Jahr 1990 bereits Gegenstand von mehr als zehntausend Forschungsartikeln nicht nur im Bereich der Hirnforschung, sondern auch auf anderen Gebieten der Physiologie, Embryologie und des Tissue Engineering.
Die vier Wissenschaftler teilen sich den Preis, der ihnen bei einem Festakt am 7. Mai in Kopenhagen von Seiner Königlichen Hoheit Kronprinz Frederik von Dänemark übergeben wird.
Lundbeck-Stiftung / OD
