NEW YORK / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben erstmals ein koordiniertes Genexpressionsprogramm identifiziert, das die Neurotransmission im lebenden menschlichen Gehirn steuert. Diese bahnbrechende Forschung, die auf Echtzeitaufnahmen von über 100 Neurochirurgie-Patienten basiert, bietet neue Einblicke in die molekularen Mechanismen, die menschliche Kognition und psychiatrische Störungen unterstützen.
Zum ersten Mal haben Forscher ein koordiniertes “Genexpressionsprogramm” identifiziert, das die Neurotransmission im lebenden menschlichen Gehirn steuert. Während frühere Studien auf postmortem Gewebe angewiesen waren, das nur einen statischen “Schnappschuss” zeigt, integrierte diese Studie Echtzeit-Intrakranialaufnahmen von über 100 Neurochirurgie-Patienten mit molekularer Profilierung. Die Ergebnisse zeigen eine spezifische Gruppe von Genen, die mit aktiver elektrischer und chemischer Signalübertragung korrelieren und bieten einen neuen molekularen Rahmen für das Verständnis menschlicher Kognition und psychiatrischer Störungen.
Diese Studie überwindet die Einschränkungen der Untersuchung von “toten” Gehirngeweben, indem sie die genetische Aktivität erfasst, während Neuronen in lebenden Patienten aktiv kommunizieren. Forscher identifizierten ein reproduzierbares Set von Genen, deren Aktivität direkt mit neuronaler Signalübertragung und synaptischer Funktion korreliert. Die Daten wurden während neurochirurgischer Eingriffe gesammelt und kombinierten direkte elektrische Gehirnmessungen (Elektrophysiologie) mit Genexpressionsdaten (Transkriptomik).
Da die Neurotransmission bei Erkrankungen wie Depression, Schizophrenie und Epilepsie gestört ist, bietet die Identifizierung der “aktiven” beteiligten Gene eine Grundlage für präzise Behandlungen und Neuromodulation. Das Genprogramm erwies sich als konsistent über unabhängige Patientengruppen hinweg, was beweist, dass es ein grundlegender Aspekt der menschlichen Gehirnbiologie ist. Diese Forschung stellt einen Wandel von statischen postmortem Studien zu “lebender Biologie” dar, indem spezifische Gene kartiert werden, die die Echtzeit-Signalübertragung zwischen Neuronen unterstützen.
Die Ergebnisse wurden am 19. Februar in Molecular Psychiatry veröffentlicht. Alexander Charney, MD, PhD, Professor für Psychiatrie, Neurowissenschaften und Genetik und Genomik an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, sagte, die Ergebnisse stellten einen bedeutenden Wandel in der Fähigkeit des Feldes dar, lebende Gehirnbiologie zu studieren. Diese Arbeit ermöglicht es, die molekulare Architektur der Neurotransmission zu untersuchen, während sie in lebenden Individuen stattfindet, und bringt uns näher daran, Gene direkt mit der Echtzeit-Gehirnfunktion zu verknüpfen.
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