Vom Gehirn bis zum Schwanz - Das feinste Nervenbild einer Maus, das je gemacht wurde

Forschende haben mit einer neuartigen Technik das periphere Nervensystem einer Maus bis ins kleinste Detail sichtbar gemacht.

Nerven, so fein, dass sie an Spinnweben erinnern: Eine solch präzise Auflösung einer Maus hat ein Forschungsteam aus China hinbekommen. Dafür hat es insgesamt 16 Kadaver aufwendig präpariert. Zuerst machten die Forschenden das Gewebe durchsichtig, indem sie Fett, Kalzium und andere lichtstreuende Bestandteile chemisch entfernten.

Danach wurde der durchsichtige Körper in ein spezielles Gerät gelegt, das zugleich ein Schneidewerkzeug und ein Mikroskop ist. Nach jedem Schnitt nahm das Mikroskop Bilder der neu freigelegten Oberfläche auf. So entstand Schicht für Schicht ein vollständiges Bild des Nervensystems.

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  Hirnnerven (blau) und Blutgefässe (rot) durchziehen den Kopf einer Maus: Die Forschenden verwendeten mehrere Techniken, um die Nervenbahnen kenntlich zu machen.

  M.-Y. Shi et al. / Cell
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  Hier markierten die Forschenden mithilfe eines Virus feine Nervenfasern des linken und rechten Vagusnervs (weiss gefärbt). Der Vagusnerv verbindet das Hirn mit Herz, Lunge, Magen und anderen Organen. Und er hilft unter anderem mit, dass wir ruhig atmen, verdauen und uns entspannen können.

  M.-Y. Shi et al. / Cell
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  Nerven (grün) ziehen durch das Gewebe rund um die Niere. Möglich wird die Aufnahme durch Antikörper, die an bestimmte Proteine in Nervenzellen binden.

  M.-Y. Shi et al. / Cell
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  Die Maus (links) wurde genetisch so verändert, dass ihre Nervenzellen einen fluoreszierenden Marker produzieren und blau erscheinen. Bei einer anderen Maus (rechts) sind die Nerven violett eingefärbt – sichtbar gemacht durch spezielle Antikörper.

  M.-Y. Shi et al. / Cell

So zeigte sich zum Beispiel, dass viele Fasern des Vagusnervs direkt zu ihren Zielorganen ziehen. Das konnte bisher nicht so klar gezeigt werden. Der Vagusnerv verbindet das Hirn mit Herz, Lunge, Magen und anderen Organen. Und er hilft auch mit, dass wir uns entspannen.

Solche Karten könnten künftig helfen, besser zu verstehen, wie Nerven einzelne Organe beeinflussen und welche Rolle sie bei Krankheiten spielen.

Frühere Versuche scheiterten oft

Frühere Studien konzentrierten sich vor allem aufs Gehirn. Dort untersuchten Forschende das sogenannte «Konnektom», also wie Nervenzellen miteinander verbunden sind. Das Nervensystem im restlichen Körper in vergleichbarer Auflösung darzustellen, galt lange als zu komplex.

Der Körper besteht aus sehr unterschiedlichen Geweben, etwa Haut, Knochen oder Lungengewebe. Diese streuen Licht auf unterschiedliche Weise. Das macht es schwierig, mit einer einzigen Methode überall gleich tief und klar ins Gewebe zu blicken.

Frühere Verfahren waren zudem oft zu langsam, um ein ganzes Tier lückenlos zu erfassen. Oder sie lieferten uneinheitliche, schwer auswertbare Daten.

Diese Hürden hat das chinesische Forschungsteam nun überwunden. Es gelang ihm, das gesamte Nervennetz einer Maus vom Kopf bis zum Schwanz mit gleichbleibender Schärfe abzubilden. Und das dauerte nur 40 Stunden. Wären dafür Wochen nötig gewesen, hätte sich das Gewebe verändert, es wäre etwa ausgetrocknet oder geschrumpft.