NeuBtracker* ist mit zwei Kameras
ausgestattet, von der die eine die völlig unbeeinflusste und freie
Bewegung einer Zebrafischlarve verfolgt, während die andere automatisch
auf den durchsichtigen Kopf und damit das Gehirn gerichtet bleibt und
Fluoreszenzbilder aufnimmt. „Auf diese Art ist es möglich, die
Nervenaktivität während des natürlichen Bewegungsverhaltens zu
beobachten. Die Larve wird zusätzlich verschiedenen Umweltbedingungen
ausgesetzt, sodass wir die Reaktionen darauf sofort analysieren können“,
sagt Prof. Dr. Gil Gregor Westmeyer von den Instituten für Biologische
und Medizinische Bildgebung (IBMI) und Entwicklungsgenetik (IDG) am
Helmholtz Zentrum München, sowie der Nuklearmedizinischen Klinik und
Munich School of Bioengineering (MSB) der Technischen Universität
München (TUM).

Unter Zusatz von Stoffen, die zum Beispiel den
Metabolismus beeinflussen, können dann die dadurch hervorgerufenen,
neuronalen Ereignisse im Gehirn in vivobeobachtet werden. „Wir können
nun endlich simultan die Auswirkungen von physiologisch wirksamen
Stoffen auf das Verhalten und die Gehirnaktivität beobachten“, so
Panagiotis Symvoulidis vom Helmholtz Zentrum München und der TUM und
Erstautor der Studie. „Durch die selektive Expression von
fluoreszierenden Sensorproteinen erkennen wir die Aktivität bestimmter
Nervenzellen“. „Somit sehen wir im Gehirn exakt, welche Gehirnbereiche
während eines gewissen Verhaltens aktiv sind“ ergänzt Dr. Antonella
Lauri aus dem Team von Westmeyer.

Ein Mikroskop zum Nachbauen

Das neue Mikroskop ist ein sogenanntes Open Source-Mikroskop. Das bedeutet, dass es eine genaue Anleitung zum Nachbau im Web (www.neubtracker.org)
gibt, auf die jeder zugreifen kann. „Wir wollten unseren
wissenschaftlichen Kollegen die Möglichkeit geben,
NeuBtracker nachzubauen, denn auf solch ein Gerät haben wir schon seit
Jahren gewartet“, erklärt Westmeyer. „Endlich ist es möglich, die
Wirkung von Medikamenten auf das Verhalten zeitgleich mit der neuronalen
Aktivität oder anderen Signalprozessen über einen gesamten Organismus
hinweg live zu sehen. Dieser systemische Ansatz ermöglicht uns ganz neue
Erkenntnisse. Wir hoffen, diesen zukünftig auch auf den Gebieten der
Wirkstoff- und Stoffwechselforschung erfolgreich einsetzen zu können “,
so Westmeyer.

Unterstützt wurde das interdisziplinäre
Projekt, an dem auch das Institute of Neuroscience und der Lehrstuhl für
Computer Aided Medical Procedures & Augmented Reality sowie die
Munich School of Bioengineering (MSB) der TUM beteiligt waren, durch die
Helmholtz Allianz „Visualisierung und Therapie Umweltbedingter
Stoffwechselerkrankungen“ (ICEMED) und den ERC Starting Grant an
Westmeyer.