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Optogenetik

Sie ist ein ganz besonderes Tool aus der Werkzeugkiste der Hirnforscher: die Optogenetik. Der Mix aus optischen Technologien und Genetik erlaubt es Forschern, mit extremer Präzision die Aktivität von Nervenzellen zu kontrollieren.

Licht ins Neuronendickicht

Die Gentechnik beschert den Neurowissenschaften mächtige neue Werkzeuge: Einzelne Neurone oder ganze Hirnschaltkreise lassen sich per Lichtschalter an- und ausknipsen - vielleicht bald auch beim Menschen.

Erleuchtung der anderen Art

Die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii gehört zu den simpelsten Organismen der Welt. Sie besteht aus einer einzigen, wenige Mikrometer großen Zelle. Auf einer Seite hat sie zwei fadenähnliche Fortsätze, mit deren Hilfe sie sich in Wasser und Schlamm fortbewegt. Biologen schätzen die Alge schon lange als leicht zu züchtendes Versuchsobjekt – doch seit Kurzem interessieren sich auch Hirnforscher für den Einzeller. Denn der so primitiv erscheinende Winzling könnte die Erforschung von Geist und Bewusstsein beflügeln.
Der Grund ist ein lichtempfindliches Molekül, das man bislang nur in der Zellmembran dieser Spezies fand: das Kanalrhodopsin. Wenn kurzwelliges Licht darauf trifft, verformt es sich und bildet rasend schnell einen Tunnel, durch den elektrisch geladene Teilchen von außerhalb in die Zelle einströmen. Der Fluss der Ionen verändert die Spannung an der Membran – ähnlich wie bei Nervenzellen, bevor sie ein elektrisches Signal abgeben..