Neue Bildgebungstechnik D-PSCAN revolutioniert die Erforschung des Gehirns

TOKIO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine bahnbrechende Entwicklung in der Bildgebungstechnologie könnte die Art und Weise, wie wir das Gehirn und seine Interaktionen mit dem Körper verstehen, grundlegend verändern. Forscher haben eine neue Technik namens D-PSCAN entwickelt, die es ermöglicht, die Aktivität des Nucleus Tractus Solitarii (NTS) im Hirnstamm mit hoher Auflösung und minimalinvasiv zu beobachten.

Die neu entwickelte Bildgebungstechnik D-PSCAN eröffnet Wissenschaftlern neue Möglichkeiten, die komplexen Interaktionen zwischen Gehirn und Körper besser zu verstehen. Der Nucleus Tractus Solitarii (NTS), ein entscheidendes Zentrum im Hirnstamm, spielt eine zentrale Rolle bei der Verarbeitung von Signalen, die über den Vagusnerv von den Organen kommen. Diese Signale sind entscheidend für die Regulierung von Emotionen und die allgemeine psychische Gesundheit.

Mit D-PSCAN können Forscher nun die Reaktionen des NTS auf die Stimulation des Vagusnervs und natürliche Signale wie das Darmhormon Cholecystokinin visualisieren. Diese Fortschritte könnten dazu beitragen, Behandlungen wie die Vagusnervstimulation bei Depressionen zu optimieren und unser Verständnis der Gehirn-Körper-Interaktionen zu erweitern.

Die D-PSCAN-Methode basiert auf einer doppelten Mikroprismen-Anordnung, die sorgfältig zwischen Kleinhirn und Hirnstamm implantiert wird. Diese Anordnung ermöglicht eine breite und detaillierte Sicht auf den NTS, während die Funktion des Kleinhirns erhalten bleibt. Dies ist ein bedeutender Fortschritt, da frühere Methoden oft die Entfernung des Kleinhirns erforderten, was die Forschung erheblich einschränkte.

Die Forscher untersuchten die Reaktion des NTS auf die elektrische Stimulation des Vagusnervs und stellten fest, dass unterschiedliche Stimulationsparameter zu unterschiedlichen Mustern der neuronalen Aktivierung führen können, einschließlich Sensibilisierung oder hemmender Effekte. Diese Erkenntnisse könnten wertvolle Einblicke in die Optimierung von Vagusnervstimulationsparametern für therapeutische Anwendungen bieten.

Um die Funktion des NTS unter physiologischeren Bedingungen zu untersuchen, wandten die Forscher die D-PSCAN-Methode an, um die Reaktion auf das Darmhormon Cholecystokinin zu untersuchen, das nach der Nahrungsaufnahme natürlich freigesetzt wird. Sie konnten erfolgreich die durch Cholecystokinin ausgelöste neuronale Aktivität im NTS nachweisen.

Die Implikationen dieser Forschung gehen über die Untersuchung der Emotionsregulation hinaus. Der NTS erhält Eingaben von verschiedenen Organen, einschließlich Herz und Darm, und ist an vielfältigen Funktionen wie der Appetitregulation, dem Energiestoffwechsel und der Darmmikrobiota beteiligt. Die in dieser Studie entwickelte In-vivo-NTS-Bildgebungstechnik, D-PSCAN, wird voraussichtlich in diesen Forschungsbereichen weit verbreitet angewendet werden.

Masakazu Agetsuma, der leitende Autor der Studie, betont die Bedeutung dieser Entwicklung: „Die Interaktion zwischen Gehirn und Körper spielt eine entscheidende Rolle bei der Emotionsregulation, und ein tieferes Verständnis dieser Funktion wird sowohl zur Behandlung neuropsychiatrischer Störungen als auch zur Förderung der psychischen Gesundheit und des Wohlbefindens beitragen.“

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