Fundamental neue Einblicke ins erkrankte Gehirn
Die Universität Bonn erhält für einen neuen Sonderforschungsbereich zehn Millionen Euro




Einen neuen Sonderforschungsbereich in der Gehirnforschung „Funktion synaptischer Mikronetzwerke und deren Störungen bei Erkrankungen des Zentralnervensystems“ (SFB 1089) fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) an der Universität Bonn ab Juli 2013 mit rund zehn Millionen Euro. Partner sind das Forschungszentrum caesar in der Max-Planck-Gesellschaft, das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. sowie Arbeitsgruppen vom Weizmann Institut und dem Technion in Israel. Es ist derzeit der 14. Sonderforschungsbereich, den die DFG an der Universität Bonn fördert.


Das Säugetiergehirn ist ganz außerordentlich komplex: Nach Schätzungen besteht es aus rund 100 Milliarden Nervenzellen. Jede dieser Zellen ist über Synapsen mit Zehntausenden anderen Gehirnzellen verknüpft. Koordinierte Aktivitätsmuster in diesem Netzwerk sind die Grundlage für jedes komplexe Verhalten von Tieren und Menschen. Durch Umbau der Verbindungen über die Synapsen ist das Gehirn darüber hinaus sehr anpassungsfähig und flexibel. Solche Prozesse vermitteln nach der derzeit gängigen Vorstellung Lern- und Gedächtnisprozesse. „Eine fundamentale Frage in den Neurowissenschaften ist, wie die Elemente eines solchen komplexen Netzwerks zusammenarbeiten, um Verhalten zu erzeugen“, sagt der Sprecher des neuen Sonderforschungsbereichs, Prof. Dr. Heinz Beck vom Life & Brain Zentrum der Universität Bonn.

Wie verändern sich die Netzwerke durch Erkrankungen?

Die Forscher im interdisziplinär aufgestellten SFB 1089 möchten einen bedeutenden Beitrag zum besseren Verständnis der Arbeitsweise des Gehirns leisten. Besonderes Ziel ist aber auch, die Fehlfunktion des Gehirns bei zwei der häufigsten neurologischen Krankheiten zu untersuchen: Epilepsie und Alzheimer'sche Erkrankung. „Auf der molekularen Ebene wissen wir schon viel über veränderte Nervenzellen bei Erkrankten. Auf der Ebene des Gesamtorganismus sind die Symptome von Erkrankungen bei Menschen und in Tiermodellen ebenfalls gut beschrieben. Wir wissen aber noch erstaunlich wenig über die Zwischenebene: Wie ist die genaue Verschaltung von Nervenzellen und deren Organisation in Netzwerke verändert?“, sagt Prof. Beck.

Ziel: Besseres Verständnis der Arbeitsweise des Gehirns

Auf der elementarsten Ebene wollen die Forscher die Eigenschaften einzelner Synapsen - den Kontaktstellen zwischen Nervenzellen - untersuchen. Dabei soll auch erforscht werden, wie diese Verbindungen zwischen den Gehirnzellen durch Erkrankungen in ihrer Struktur und Funktion beeinflusst werden. Auf der nächsthöheren Ebene möchten die Wissenschaftler herausbekommen, wie die vielen zehntausend synaptischen Eingangssignale, die an Zellfortsätzen der Nervenzellen – sogenannten Dendriten – eintreffen, verarbeitet werden. Auch hier stehen Epilepsie und Alzheimer'sche Erkrankung im Mittelpunkt. Auf der Ebene neuronaler Netzwerke geht es den Forschern darum, das Zusammenspiel verschiedener Nervenzellarten bei der Entstehung normaler und abnormer Aktivität zu verstehen.

Bündelung der vielfältigen und herausragenden Expertise

Am Sonderforschungsbereich sind unter anderem Neuropathologen, Molekulargenetiker, Neurophysiologen, Zellbiologen, Chemiker und zelluläre Neurowissenschaftler beteiligt. Dieser interdisziplinäre Ansatz erlaubt es, eine Kombination von neuartigen Techniken zur Anwendung zu bringen – insbesondere solche, die es erlauben, die Aktivität von Nervenzellen im intakten Tiermodell zu messen und gleichzeitig die Aktivität definierter Nervenzellen zu kontrollieren. Partner sind das Forschungszentrum Caesar in Bonn, das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und das Weizmann-Institut für Wissenschaften sowie das Technion in Israel.

Damit fördert das Projekt auch den internationalen Austausch: „Wir freuen uns sehr über die Zusammenarbeit mit den israelischen Wissenschaftlern, mit denen uns schon eine enge Kooperation verbindet“, erklärt Prof. Dr. Susanne Schoch McGovern, die Vizesprecherin des Verbundes. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 1089 in den nächsten vier Jahren mit insgesamt rund zehn Millionen Euro. „Der Sonderforschungsbereich wird uns neue Einblicke in veränderte Hirnfunktion bei zwei wichtigen neurologischen Erkrankungen erlauben“, sagt Prof. Beck. „Wir sind überzeugt, dass eine Chance zur Entwicklung wirksamer Therapien in einem genauen Verständnis des veränderten Organisationsplans der Nervenzellen liegt.“

Kontakt:

Prof. Dr. Heinz Beck, Sprecher
Universitätsklinik für Epileptologie, Life & Brain Zentrum
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in der Helmholtz Gemeinschaft
Tel. 0228/6885270
E-Mail: Heinz.Beck@ukb.uni-bonn.de

Prof. Dr. Susanne Schoch McGovern, Vizesprecherin
Institut für Neuropathologie
Tel. 0228/28719109
E-Mail: susanne.schoch@uni-bonn.de