Präzise 3D-Kartierung des Mausgehirns eröffnet neue Forschungswege

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Wissenschaft hat einen bedeutenden Schritt in der Erforschung des Gehirns gemacht. Forscher haben einen neuen dreidimensionalen Atlas des Mausgehirns entwickelt, der eine bisher unerreichte Präzision in der Kartierung von Gehirnstrukturen bietet. Diese Entwicklung könnte die Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Huntington maßgeblich vorantreiben.

Die jüngste Entwicklung in der Gehirnforschung, der Duke Mouse Brain Atlas, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der präzisen Kartierung des Mausgehirns dar. Diese dreidimensionale Karte ermöglicht es, Gehirnstrukturen von großen Regionen bis hin zu einzelnen Zellen detailliert zu erfassen. Durch die Kombination von Magnetresonanztomographie (MRI), Mikro-Computertomographie (microCT) und Lichtscheibenmikroskopie werden Bildverzerrungen korrigiert und ein präziser Vergleich über verschiedene Studien hinweg ermöglicht.

Der Atlas bietet eine gemeinsame räumliche Referenz für Wissenschaftler, die neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Huntington untersuchen. Als Open-Source-Projekt ist er öffentlich zugänglich und verspricht, die Forschung zu beschleunigen und die Gehirnkartierung sowohl für Experten als auch für die Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

Die Entwicklung des Duke Mouse Brain Atlas ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Duke University School of Medicine, der University of Tennessee Health Science Center und der University of Pittsburgh. Diese neue Ressource wird die Präzision bei der Messung von Veränderungen in der Gehirnstruktur erhöhen und es Wissenschaftlern erleichtern, Ergebnisse zu teilen, um das Verständnis neurologischer Erkrankungen zu verbessern.

Der Atlas kombiniert mikroskopische Auflösung mit dreidimensionalen Bildern aus drei verschiedenen Techniken, um eine detaillierte Karte des gesamten Mausgehirns zu erstellen. Forscher nutzen den Atlas bereits, um die Neurodegeneration in Mausmodellen von Alzheimer, Huntington und Umweltbelastungen durch toxische Metalle und Pestizide zu verfolgen.

G. Allan Johnson, PhD, ein führender Forscher an der Duke University, beschreibt den Atlas als den ersten wirklich dreidimensionalen, stereotaktischen Atlas des Mausgehirns. Stereotaktisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Atlas das Gehirn so darstellt, wie es in einem lebenden Maus erscheint, mit externen Markierungen, die experimentelle Verfahren leiten können.

Der Bedarf an einem solchen Atlas ergibt sich aus den unterschiedlichen Vor- und Nachteilen der verschiedenen Bildgebungstechniken. Einige können eine hochauflösende Ansicht einzelner Gehirnzellen bieten, aber diese Ansicht wird durch die Gewebevorbereitung und das Scannen verzerrt, was es schwierig macht, Ergebnisse mit denen anderer Arbeiten zu vergleichen.

Der Atlas bietet einen gemeinsamen Raum, in den viele verschiedene Datentypen registriert werden können, sodass sie korrekt ausgerichtet und unverzerrt sind. Die Details dieser Forschung wurden am 30. April 2025 in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Jeder kann den Atlas herunterladen und in einer Vielzahl von Open-Source-Anzeigeprogrammen verwenden. Dies ermöglicht es sowohl Schülern, die Schönheit des Gehirns zu schätzen, als auch Neurowissenschaftlern, viel genauere Messungen von Gehirnveränderungen zu erhalten.

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