Ein Team von Wissenschaftler*innen um Jason Kerr, Direktor am center of advanced european studies and research (caesar) in Bonn, hat in Zusammenarbeit mit der Russell Division und der TDSU 3 am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts ein neuartiges kopfmontiertes Miniaturmikroskop entwickelt: Es kann alle Kortikalschichten einer sich frei bewegenden Ratte bildlich darstellen. Durch eine von den MPL-Wissenschaftlern speziell entwickelte und hergestellte Glasfaser wird Licht in das Gehirn gesendet, um unter Nutzung des ‘Drei-Photonen-Effekts’ neuronale Aktivität in den tiefen kortikalen Schichten zu erfassen. Diese Methode eignet sich hervorragend für die Bildgebung aus tieferen Schichten streuenden Gewebes und erzeugt deutlichere Bilder einzelner Zellen in tiefen Gewebsschichten als bisherige Bildgebungsverfahren. Mit Hilfe des neuen Mikroskops kann man Neuronenpopulationen über längere Zeiträume hinweg kontinuierlich erfassen, auch wenn das Tier herumläuft oder komplexe Verhaltensaufgaben ausführt.

Die Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass das "Fiberskop" weitreichende Anwendung in der Verhaltensforschung finden wird, da bisher verfügbare Mikroskope eine limitierte Bildgebungstiefe hatten und sich nicht für den Einsatz über längere Zeiträume eigneten, wodurch sich Einschränkungen für die zu beobachtenden Verhaltensformen ergaben. Mit diesem neuen Ansatz ist die Forschung nun in der Lage, die komplexe Netzwerkdynamik zu verstehen, die neuronaler Berechnung zugrunde liegt, welche ihrerseits die Grundlage für Wahrnehmung und Verhalten darstellt.

Die Studie über das Fiberskop ist jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Methods erschienen: https://www.nature.com/articles/s41592-020-0817-9. Lesen Sie mehr dazu in der Pressemitteilung des caesar. Außerdem hat das Team des caesar ein kurzes Video erstellt, um die Forschungsergebnisse zu präsentieren.