Auf ein Neuron prasseln die Informationen tausender anderer Nervenzellen ein. Je nachdem, ob mehr erregende oder mehr hemmende Botschaften einlaufen, gibt es die Information weiter oder bleibt stumm. Im gesunden erwachsenen Gehirn ist diese Erregung und Hemmung perfekt synchronisiert. Doch wie entsteht dieser Schaltkreis? Das Foto hat ein Forscherteam gemacht. Es untersucht, wie sich solche Schaltkreise entwickeln und welche Aktivitätsmuster dafür verantwortlich sind.
Auf dem Bild sieht man ein künstliches neuronales Netzwerk. Die blauen und weißen Zellen sind künstliche lichtaktivierte Neuronen. Um diese züchten zu können, haben die Forscher einer 22-jährigen gesunden Probandin Hautzellen entnommen, diese in iPS-Zellen und anschließend in Neuronen umprogrammiert. Mithilfe eines Proteins, das auf Licht reagiert, lassen sich die Neurone an- und abschalten. Die künstlichen Nervenzellen reagieren so auf Stimulationsmuster, die erregende Signale aus dem sich entwickelnden Gehirn nachahmen. Die Elektroden im Vordergrund zeichnen dabei die Signalübertragung zwischen den Zellen auf und liefern wichtige Informationen über die Entwicklung neuronaler Netze.
Das Koch Institute am Massachusetts Institute of Technology (MIT) widmet sich der Visualisierung biomedizinischer Forschung in einer eigenen Galerie. Jedes Jahr werden aus zahlreichen Einsendungen die besten Bilder ausgewählt und in der Galerie präsentiert. Dieses Bild ist eines der zehn Gewinner-Bilder aus 2019.
Bildquelle: © Matheus Victor, Li-Huei Tsai; Picower Institute for Learning and Memory