{"id":80534,"date":"2024-07-31T10:12:33","date_gmt":"2024-07-31T08:12:33","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=80534"},"modified":"2024-07-31T10:12:41","modified_gmt":"2024-07-31T08:12:41","slug":"neurobiologie-waschmaschine-fuers-gehirn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/forschung\/neurobiologie-waschmaschine-fuers-gehirn\/","title":{"rendered":"Neurobiologie: Waschmaschine f\u00fcrs Gehirn"},"content":{"rendered":"<p><strong>Forschende der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt und der Universit\u00e4t von Kalifornien in San Diego haben mit mikroskopischen Techniken erstmals zeigen k\u00f6nnen, dass die ins Gehirn eintauchenden Blutgef\u00e4\u00dfe unabh\u00e4ngig vom Herzschlag und der Gehirnaktivit\u00e4t pulsieren. Die durch das Gehirn wandernden Wellen beeinflussen m\u00f6glicherweise nicht nur die Blutversorgung des Organs \u2013 denkbar w\u00e4re, dass sie helfen, das Hirnwasser zu durchmischen und dadurch den Abtransport von Abfallstoffen zu verbessern.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Mit dem Blut werden Sauerstoff und N\u00e4hrstoffe zu jeder einzelnen Zelle transportiert und gleichzeitig Abfallstoffe abgef\u00fchrt. Ein Organ mit gro\u00dfem Sauerstoff- und N\u00e4hrstoffbedarf ist das Gehirn. Es ist dementsprechend besonders gut durchblutet. Frisches, sauerstoffreiches Blut wird vom Herzen \u00fcber die gro\u00dfen Hirnarterien an ein Netzwerk von Blutgef\u00e4\u00dfen abgegeben, die die Oberfl\u00e4che des Gehirns umspannen. Von diesen sogenannten Piagef\u00e4\u00dfen zweigen die eintauchenden Arteriolen ins Innere des Gehirns ab. Die Durchblutung des Gehirns wird in Abh\u00e4ngigkeit von der neuronalen Aktivit\u00e4t aktiv gesteuert: Hirnbereiche mit gr\u00f6\u00dferer Stoffwechselaktivit\u00e4t werden besser durchblutet als andere \u2013 ein Ph\u00e4nomen, das sich bildgebende Verfahren wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) zunutze machen.<\/p>\n\n\n\n<p>Dar\u00fcber hinaus gibt es einen weiteren Mechanismus, der die Blutversorgung von Organen beeinflusst und der bereits seit dem 18. Jahrhundert bekannt ist: die Vasomotion. Dabei handelt es sich um Schwingungen der Gef\u00e4\u00dfw\u00e4nde, die durch abwechselnde Kontraktion und Entspannung der glatten Muskelzellen in den Gef\u00e4\u00dfw\u00e4nden zustande kommen und v\u00f6llig unabh\u00e4ngig vom Herzschlag sind. Diese Schwingungen treten periodisch einmal alle zehn Sekunden auf und sind bei so unterschiedlichen S\u00e4ugetieren wie Mensch, Maus und Fledermaus beschrieben. Auch f\u00fcr die Piagef\u00e4\u00dfe des Gehirns wurde Vasomotion bereits nachgewiesen.<\/p>\n\n\n\n<p>Mithilfe einer Kombination aus mikroskopischen und physikalischen Methoden konnte nun ein Forscherteam um Thomas Broggini von der Goethe-Universit\u00e4t in Kooperation mit der Universit\u00e4t von Kalifornien in San Diego diese Oszillationen erstmals auch in den eintauchenden Arteriolen der Gro\u00dfhirnrinde von M\u00e4usen sichtbar machen.<\/p>\n\n\n\n<p>Messungen ergaben, dass die Vasomotion den Blutfluss in den Gef\u00e4\u00dfen um 20 Prozent ver\u00e4nderte. Interessanterweise war der Effekt im Ruhezustand ausgepr\u00e4gter als in aktiven Hirnbereichen. \u201eDies zeigt, dass die Vasomotion die Durchblutung des Gehirns unabh\u00e4ngig von neurologischen Signalen tiefgreifend beeinflusst\u201c, so Erstautor Thomas Broggini. Die Schwingungen generieren langwellige \u201eWanderwellen\u201c entlang aller Arteriolen, die sich mit einer Geschwindigkeit von zwei Millimetern pro Sekunde im Gehirn ausbreiten. Ihre Funktion ist noch immer r\u00e4tselhaft, zumal sie in ganz unterschiedliche Richtungen laufen. Einen Hinweis auf eine m\u00f6gliche Funktion k\u00f6nnten aber Ausbuchtungen geben, die die Wellen auf den Blutgef\u00e4\u00dfen erzeugen. Die Forschenden spekulieren, dass diese sich wellenf\u00f6rmig ausbreitenden Ausbuchtungen dabei helfen k\u00f6nnten, das Hirnwasser (Liquor), das die Hirnzellen umsp\u00fclt, zu durchmischen. \u201eDies k\u00f6nnte den Abtransport von fehlgefalteten Proteinen und Abfallstoffen durch den Liquor verbessern. Dieser Mechanismus ist bei der Alzheimer-Demenz und anderen neurodegenerativen Erkrankungen gest\u00f6rt\u201c, erkl\u00e4rt Broggini.<\/p>\n\n\n\n<p>Die neuen Erkenntnisse k\u00f6nnten helfen, fMRT-Scans, die die Durchblutung des Gehirns f\u00fcr diagnostische Zwecke sichtbar machen, besser zu verstehen. Weiterhin interessieren sich die Forschenden daf\u00fcr, so Broggini, wie die Vasomotion Krankheiten beeinflusst, bei denen die Blutversorgung gest\u00f6rt ist: \u201eIn weiterf\u00fchrenden Arbeiten hier in Frankfurt werden wir zuk\u00fcnftig untersuchen, wie die Wanderwellen bei Schlaganf\u00e4llen, Hirnblutungen und neurodegenerativen Erkrankungen ver\u00e4ndert sind und welchen Einfluss sie auf die Entstehung der Krankheiten haben.\u201c Neue Therapien k\u00f6nnten dann etwa darauf abzielen, die Vasomotion zu modulieren, um die Blutversorgung in den betroffenen Hirnregionen zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-background\" style=\"background-color:#eeeeee\"><strong>Publikation: <\/strong>Thomas Broggini, Jacob Duckworth, Xiang Ji, Rui Liu, Xinyue Xia, Philipp M\u00e4chler, Iftach Shaked, Leon Paul Munting, Satish Iyengar, Michael Kotlikoff, Susanne J. van Veluw, Massimo Vergassola, Gal Mishne, David Kleinfeld: <strong>Long-wavelength traveling waves of vasomotion modulate the 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