Grundlagen für die Medizin von morgen schaffen.

Bei vielen neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer und Parkinson, wird die Ausbreitung fehlgefalteter Proteine ​​im Nervensystem mit einem Fortschreiten der Krankheit in Verbindung gebracht. In einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience argumentieren Professor Dr. Mathias Jucker vom HIH und Professor Dr. Lary Walker von der Emory University School of Medicine in Atlanta, USA, dass die Verbreitung der Proteine konzeptuell metastischen Krebs ähnelt. „Der Unterschied ist, dass bei den degenerativen Hirnerkrankungen fehlgefaltete Proteine proliferieren und nicht transformierte Zellen“, so Jucker. Wie bei Krebs hänge die Ausbreitung sowohl vom Krankheitserreger – dem fehlgefalteten Protein – als auch von seiner Umgebung ab. „Für die Krankheitsentstehung und Verbreitung muss der Samen auf fruchtbaren Boden fallen. Es ist daher wichtig, dass wir bei der Entwicklung von Behandlungsstrategien sowohl den Erreger als auch sein Milieu berücksichtigen.“

Für die Entwicklung eines Verfahrens, dass die Untersuchung menschliches Hirngewebe über mehrere Wochen in der Petrischale ermöglicht, erhält Dr. Niklas Schwarz vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung, sowie der Universität und dem Universitätsklinikum Tübingen den Förderpreis „Ersatz und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch“ des Landes Baden-Württemberg. Mit der neuen Methode lassen sich einige Fragen nun direkt an menschlichen Hirngeweben klären, wofür bislang Tierexperimente nötig waren. So kann etwa in der Petrischale getestet werden, welche Wirkung neue Arzneistoffe auf menschliches Hirngewebe haben. Mittlerweile nutzen mehrere Labore weltweit erfolgreich das Tübinger Verfahren, das vor einem Jahr in der Fachpresse vorgestellt wurde. Die Preisverleihung fand am 25. Oktober 2018 im Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz in Stuttgart statt. Das Preisgeld in Höhe von 25.000 Euro wird Schwarz für zukünftige Studien nutzen.

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„Wir wollen die nicht-invasive therapeutische Hirnstimulation revolutionieren“: Das ist das Ziel, das sich Professor Dr. Ulf Ziemann und sein Team am HIH, dem Universitätsklinikum Tübingen und der Universität Tübingen gesetzt haben. Gemeinsam mit Kollegen an der Aalto University in Finnland und der Universität Chieti-Pescara „Gabriele d’Annunzio“ in Italien entwickelt er aktuell einen Helm, der mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) gezielt jeden Bereich der Großhirnrinde stimulieren kann. Die Stimulation erfolgt dabei zeitlich abhängig vom augenblicklichen Aktivitätszustand des Gehirns. Dank dieser Kopplung kann die Magnetstimulation Verbindungen zwischen Hirnbereichen besonders effektiv verändern – und so Hirnnetzwerkerkrankungen wie Schlaganfälle, Depressionen und Alzheimer lindern. Für das Vorhaben mit dem Namen „ConnectToBrain“ haben die Wissenschaftler vom Europäischen Forschungsrat eine Förderung in Höhe von zehn Millionen Euro eingeworben. 

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Wenn wir mit der Welt interagieren, zum Beispiel indem wir mit der Hand ein Objekt berühren, verändert das Gehirn das Sinnessignal auf Basis einer Vorab-Erwartungshaltung. Tübinger Neurowissenschaftler am HIH und dem Werner Reichardt Centre for Integrative Neuroscience an der Universität Tübingen haben dieses sogenannte „sensorische Gating“ näher erforscht. Bei Ratten, deren Tasthaare Objekte ertasteten, fanden sie Gating-Signale aus höheren Hirnregionen, die die Signalstärke aus der aktiven Berührungswahrnehmung verringerten. Offenbar überformt unsere Erwartungshaltung, die in höheren Hirnregionen erzeugt wird, aktuelle Sinneseindrücke. Solche Erwartungssignale könnten für das Verständnis sensorischer Halluzinationen, etwa bei Schizophrenie, eine wichtige Rolle spielen. Die Studie wurde im Fachmagazin Nature Communications publiziert.

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Wie kontrollieren Botenstoffe, sogenannte Neurotransmitter, die Entwicklung und Evolution der Gehirnrinde? Diese Frage untersucht Dr. Simone Mayer. Seit September 2018 leitet sie die unabhängige Forschungsgruppe „Molekulare Hirnentwicklung“ am HIH. In ihrer Forschung vergleicht sie verschiedene Säugetierarten und verwendet eine Vielzahl von zellbiologischen, biochemischen und bioinformatischen Methoden. Neben den grundlegenden Prozessen interessiert sie, wie Störungen in den Botenstoffsystemen Gehirnerkrankungen begünstigen können. „Neokortikale Netzwerke sind das Kernstück der menschlichen Kognition, aber ihre hohe Komplexität kann evolutionär gesehen auch zur Entstehung zahlreicher psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen beigetragen haben“, erklärt Mayer. Da Neurotransmitter Angriffspunkt verschiedener Medikamente sind, gibt ihre Forschung ebenfalls Aufschluss über Risiken und Möglichkeiten, die Gehirnentwicklung während der Schwangerschaft zu beeinflussen.

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