Moritz Helmstaedter mit der Bernard Katz Lecture geehrt

Zeitgemäßer Ansatz zur Aufklärung von Hirnstrukturen

12. November 2013
Moritz Helmstaedter

Am 16. Dezember wird Dr. Moritz Helmstaedter im Rahmen der Jahres-tagung der Israel Society for Neuroscience in Eilat (Israel) als Sprecher der dies-jährigen Bernard Katz Vorlesung geehrt. Die Auszeichnung ist mit US $7000 dotiert. Der 35-jährige wird für seine herausragenden Arbeiten zur Aufklärung von Nervenzellverknüpfungen in der Großhirnrinde ausgezeichnet. Für die Rekonstruktion der Gehirnstrukturen ent-wickeln Moritz Helmstaedter und seine Gruppe unter anderem Computerspiele. Die Arbeiten von Herrn Helmstaedter beeindruckten die Preiskommission wegen ihrer "Qualität, des sehr originellen und zeitgemäßen Ansatzes zur Aufklärung von Struktur-Funktionsbeziehungen und nicht zuletzt wegen der sehr beeindruckenden Produktivität [von Herrn Helmstaedter] auf höchstem Niveau".

Der Preisträger und seine Forschung

Das menschliche Gehirn besitzt fast 100 Milliarden Nervenzellen, und jede ist über Tausende von Kontakten mit anderen Zellen verbunden. Schon lange vermuten Wissenschaftler, dass die Essenz unseres Seins – was wir fühlen, denken, woran wir uns erinnern – in diesen Kontakten gespeichert ist. Doch wie kann Nervengewebe mit all seinen Verbindungen dargestellt und verstanden werden? Diese Frage steht hinter dem Begriff Connectomics und ist Zentrum der Arbeiten von Moritz Helmstaedter.

 „Schon ein winziger Würfel Gehirnmasse beinhaltet tausende Nervenzellen mit Millionen synaptischen Kontakten“, erklärt Moritz Helmstaedter. „Wir wollen all diese Verbindungen erfassen und die Rechenleistungen des Netzwerks verstehen.“ Für ihre Untersuchungen verwenden die Wissenschaftler ein Dreidimensionales-Raster-Elektronenmikroskop. In einem automatisierten Prozess tastet ein Elektronen-mikroskop nach und nach die Oberfläche eines Gewebestücks ab, dass dann im Computer zu einer dreidimensionalen Struktur wieder zusammengesetzt wird. Doch diese langwierige Arbeit ist erst der Anfang.  

Zur Rekonstruktion der Nervenzellen müssen ihre hauchdünnen Fortsätze über lange Strecken verfolgt und Verbindungen zwischen ihnen erkannt werden. Heutige Computeralgorithmen sind für diese Aufgabe zwar sehr hilfreich, an vielen Stellen aber doch zu unzuverlässig. Daher müssen immer noch Menschen Entscheidungen über reale und falsche Abzweigungen fällen. Für die Analyse der Daten setzt Moritz Helmstaedter auf die Hilfe der Internetgemeinde: „Noch in diesem Jahr wollen wir mit dem Spiel Brainflight online gehen, in dem Internetnutzer auf der ganzen Welt Nervenbahnen nachfliegen und Punkte sammeln können. Gleichzeitig sagen uns ihre Entscheidungen etwas über die realen Verbindungen zwischen Nervenzellen.“

Moritz Helmstaedter studierte Medizin und Physik an der Universität in Heidelberg und erhielt während seines Studiums ein Stipendium der Studienstiftung des Deutschen Volkes. Er promovierte am Max-Planck-Institut (MPI) für medizinische Forschung in Heidelberg in der Abteilung des Nobelpreisträgers Bert Sakmann und erhielt für diese Arbeiten die Otto-Hahn-Medaille. Zwischen 2006 und 2011 forschte Moritz Helmstaedter am MPI für medizinische Forschung in der Abteilung von Winfried Denk und leitet seit November 2011 die Forschungsgruppe Struktur neokortikaler Schaltkreise am MPI für Neurobiologie in Martinsried.

In seinem Festvortrag wird Herr Helmstaedter über die "Karten des Denkens: die Vermessung neuronaler Netzwerke" sprechen.

Der Preis

Die Bernard Katz Vorlesung wurde 1991 vom Nobelpreisträger Prof. Dr. Bert Sakmann aus Preismitteln gestiftet, um das Lebenswerk seines akademischen Lehrers, des britischen Nobelpreisträgers Sir Bernard Katz (1911-2003), zu würdigen. Im jährlichen Wechsel wird in Deutschland oder Israel ein junger Wissenschaftler ausgewählt, um im jeweils anderen Land die Ehrenvorlesung zu halten. Der Preis ist mit US $ 7000 dotiert.

Bert Sakmann erhielt 1991 zusammen mit seinem Kollegen Erwin Neher den Nobelpreis in Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen zu Ionenkanälen in Zellmembranen. Nach seiner Emeritierung am MPI für medizinische Forschung in Heidelberg leitet Bert Sakmann seit Januar 2008 eine Emeritusgruppe am MPI für Neurobiologie in Martinsried.

Sir Bernard Katz studierte in seiner Geburtsstadt Leipzig Medizin. Ab 1934 forschte und arbeitete er mit Unterbrechungen am University College London. Seine Arbeiten zur Erregungsübertragung zwischen Nerv und Muskel schufen die Grundlagen für die moderne Physiologie von Synapsen, den Kontaktstellen der Nervenzellen. 1970 erhielt er den Nobelpreis für Medizin. Im Alter von 92 Jahren starb Sir Bernard Katz im Jahr 2003 in London.

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