Menschliche Hirnzellen machen Mäuse schlauer
Nicht nur die Größe des Gehirns bestimmt, wie intelligent es im Schädel zugeht. Amerikanische Forscher haben die bislang unterschätzte Bedeutung von bestimmten Helferzellen im Gehirn nachgewiesen. Als sie menschliche Zellen in Mäusegehirne transplantierten, verhielten sich diese Mäuse auffallend intelligenter als ihre normalen Artgenossen.
Die komplexe Struktur der menschlichen Astrozyten entwickelt sich auch in den Mäusegehirnen.
Foto: University of Rochester, Medical Center
Die Rede ist von Astrozyten, die zu den sogenannten Gliazellen des Gehirns gehören. Astrozyten ziehen mit ihren verzweigten Ausläufern Nährstoffe aus dem Blut und reinigen das Milieu von unliebsamen Stoffen. Sie sind die Helfer der Neuronen und bereiten ihnen ein angenehmes Umfeld. Bisher hatte man den Helferzellen eher wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dass die Bedeutung der Astrozyten aber weitaus größer sein könnte als bislang angenommen, bestätigt eine neue Studie von Wissenschaftlern der University of Rochester (USA).
Verstärkung der Signale durch menschliche Helferzellen
Die Forscher um Steve Goldman, Maiken Nedergaard und Xiaoning Han pflanzten menschliche Vorläuferzellen der Astrozyten in das Gehirn neugeborener Mäuse und ließen die Tiere normal aufwachsen. Die Zellen im Gehirn der Tiere entwickelten sich und bildeten menschliche Astrozyten aus, die sich – genau wie im menschlichen Gehirn – um die Nervenzellen der Mäuse legten. Die fremden Astrozyten und die Mäuseneuronen reagierten genauso aufeinander, als ob sie Zellen derselben Art wären. Mit dem Unterschied, dass die Signale der Neuronen durch die menschlichen Helferzellen deutlich verstärkt und beschleunigt wurden.
Im Verhalten der Tiere ließ sich der Unterschied durch verschiedene Tests nachweisen. Im Vergleich zu ihren normalen Artgenossen fanden die gedopten Mäuse ihren Weg schneller durch ein Labyrinth, sie konnten sich die Position eines Objektes im Käfig besser merken und sie lernten schneller, unangenehmen Reizen aus dem Weg zu gehen. Die Evolution des menschlichen Gehirns gehe höchstwahrscheinlich auch auf die Weiterentwicklung der Astrozyten zurück, so die Forscher. „Wir glauben, dass diese Studie zum ersten Mal nachweist, dass die menschlichen Gliazellen, die komplexer und größer sind als bei anderen Lebewesen, uns einen einzigartigen funktionellen Vorteil verschaffen“, sagt Co-Autor Goldman. Am gewaltigen Evolutionssprung zur menschlichen Intelligenz hatten die Astrozyten demnach einen erheblichen Anteil.
Die Wissenschaftler hoffen nun, dass sie durch die Erkenntnisse aus der Studie auch in der Erforschung von neurologischen Krankheiten, in denen die Störung der Gliazellen eine Rolle spielen, weiter kommen. Erste Versuche, so der Mediziner Goldman, in denen Gliazellen von schizophrenen Patienten auf Mäuse übertragen worden seien, gebe es bereits.
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