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Licht schaltet Nervenzellen an

In einer kleinen Alge fand ein deutscher Forscher ein Molekül, das die Neurowissenschaften revolutionierte und die Optogenetik begründete. Dadurch lassen sich mit Licht Nervenzellen nach Belieben an- und abschalten. Nun zeigt sich, wie wertvoll die neue Technik auch für die Medizin ist.

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In der Hirnforschung sorgt seit einigen Jahren eine neue Methode für Aufsehen: Mithilfe der Optogenetik können Wissenschaftler Nervenzellen gezielt an- und ausschalten - mit Licht. Dieser molekulare Lichtschalter stammt aus einer einzelligen Alge. Das Molekül funktioniert wie eine Schleuse: Fällt Licht darauf, klappt der Schalter um und öffnet einen zum Molekül gehörigen Kanal in der Zellhülle. Geladene Teilchen strömen ein und geben so das Lichtsignal ans Innere der Zelle weiter.

Nun sorgt die Optogenetik auch für einen dramatischen Erkenntnisgewinn in der Medizin, wie Technology Review in seiner neuen Ausgabe berichtet (als App, am Kiosk oder online bestellen). Die Wirkweise der bei Parkinson-Patienten angewandten Tiefenhirnstimulation lässt sich mit Optogenetik besser verstehen. Auch eine Therapie mit Licht scheint möglich: So hofft man beispielsweise die bei Epileptikern außer Kontrolle geratenen Erregungswellen im Gehirn einmal mit Licht in Schach zu halten. Zudem gibt es Versuche, die Lichtschalter in die Netzhaut von Blinden einzuschleusen und ihnen wieder wenigstens rudimentäres Sehen zu ermöglichen.

Entdeckt hat dieses sogenannte Kanalrhodopsin der deutsche Biologe Peter Hegemann 2002. Viele Forscher haben die Möglichkeiten der Optogenetik in eindrucksvollen Experimenten demonstriert: per Lichtblitz lösen sie in Tieren mit den modifizierten Nervenzellen Fluchtreaktionen aus oder Lähmung. Der US-Forscher Karl Deisseroth ließ Mäuse mit eingepflanzten Lichtfasern sogar auf Knopfdruck im Kreis herumrennen und anhalten. Sogar falsche Erinnerungen kann man mittels Optogenetik erzeugen.

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(jlu)