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Warum die Nervenzellen außer Kontrolle geraten

11.08.2008 - (idw) Friedrich-Schiller-Universität Jena

Knut Holthoff ist neuer Professor für Experimentelle Neurologie am Universitätsklinikum Jena Jena (11.08.08) Krämpfe, Muskelzucken, Missempfindungen oder Ohnmacht - das Erscheinungsbild eines epileptischen Anfalls ist vielfältig. Innerhalb von Sekunden feuern dabei im Gehirn viele Nervenzellen gleichzeitig Impulse ab und beeinflussen dadurch vollkommen unvermittelt das Verhalten oder die Empfindungen der Betroffenen. Mögliche Ursachen gibt es viele, eine ist die Schädigung des Gehirns nach einem Schlaganfall.

Wie es zu den spontanen Entladungen der Nervenzellen kommt und wie das Gehirn nach einem Schlaganfall den erlittenen Schaden kompensiert, will Prof. Dr. Knut Holthoff vom Universitätsklinikum Jena mit seiner Forschung klären. Das wichtigste Arbeitsgerät des frisch ernannten Professors für Experimentelle Neurologie ist das Mikroskop. Eines der besonderen Sorte holt er jetzt nach Jena: ein Zwei-Photonen-Mikroskop. Damit ist es dem Biologen möglich, die Aktivität von Nervenzellen am lebenden Organismus zu erforschen. Herkömmlicherweise wird das zu untersuchende Gewebe dabei mit einem Laserstrahl in einer Ebene Punkt für Punkt abgetastet. Prof. Holthoff will in Jena jedoch eine Methode etablieren, mit der das untersuchte Gewebe dreidimensional abgebildet wird. "Statt linienförmig wird das Nervengewebe spiralig abgetastet, so dass auch tiefere Schichten miteinbezogen werden", erklärt der 44-Jährige das Verfahren. Die Wissenschaftler am Universitätsklinikum Jena werden, so Holthoff, damit zu den ersten Anwendern dieser 3D-Mikroskopie in Deutschland zählen. "Wir können mit dieser Methode nicht nur einzelne Nervenzellen, sondern ganze Nervenzellnetzwerke bei der Verarbeitung von Informationen beobachten", sagt der neue Jenaer Professor, der auf diesem Weg besonders die Veränderungen nach Hirnschädigungen untersuchen will. Dafür sieht er am Jenaer Uniklinikum beste Voraussetzungen und hat zu dessen Gunsten sogar den Ruf an die Berliner Charité abgelehnt.

Mit der Zwei-Photonen-Mikroskopie ist Knut Holthoff bestens vertraut. Drei Jahre lang lernte der gebürtige Düsseldorfer das Handwerk dieser speziellen Art der Fluoreszenzmikroskopie "von der Pieke auf" an der Columbia University in New York. Die Optik in der Neurobiologie hat ihn schon während seines Biologiestudiums interessiert: In seiner Diplomarbeit beschäftigte er sich mit der Regulation des pH-Werts in Nervenzellen, im Rahmen seiner Promotion (1996) untersuchte er das Verhalten aktiver Nervenzellen mit Hilfe optischer Methoden.

Nach der Habilitation (2007) an der TU München wird der leidenschaftliche Geigenspieler, der nach dem Abitur eigentlich Musik studieren wollte, seine Forschung nun an der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Jena fortsetzen. Im Rahmen seiner Lehre wird er auch Vorlesungen in der Physiologie halten. "Mir macht es einfach Spaß, den Studenten zu zeigen, dass es sich lohnt, auf Zusammenhänge zu achten", erzählt der dreifache Familienvater. Wenn sie das Funktionsprinzip des Körpers erst einmal begriffen haben, meint Holthoff, dann verstehen sie auch seine Reaktionen.

Kontakt:
Prof. Dr. Knut Holthoff
Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Jena
Erlanger Allee 101, 07747 Jena
Tel.: 03641 / 9323418
E-Mail: Knut.Holthoff[at]med.uni-jena.de
Weitere Informationen: http://www.uni-jena.de
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