Verdächtiger verhaftet, Ermittlungen gehen in die nächste Runde
Es ist wahrscheinlich eine der umfangreichsten Ermittlungsakten in der Geschichte der Wissenschaft. Der Fall ist seit Jahrhunderten ungelöst. Die Berichterstattung, zunächst stark von Spekulationen und philosophischen Überlegungen geprägt, hat in den letzten Jahrzehnten handfeste und überzeugende Erfolge zu vermelden. Die Methoden der Ermittler werden immer besser, und der Kreis der Verdächtigen wird kleiner. Die Schlinge zieht sich zusammen. Eine neue Episode in diesem Krimi wurde eben veröffentlicht.
Während des Lernens ändern Nervenzellen ihre Rolle im Netzwerk. Wir haben gefunden, dass eine leichte Anregung der Neuronen durch externe Stimulation eine Umverdrahtung des Netzwerks auslösen kann. Die beobachteten Veränderungen folgen einem sehr spezifischen zeitlichen Profil, das zuerst in Computersimulationen beobachtet worden war. Bild: Han Lu & Stefan Rotter
Beteiligte Bernstein Mitglieder: Julia Gallinaro und Stefan Rotter
Seit langem ist klar: Gehirne verändern ihr Innenleben und ihre materielle Struktur, um neuen Erfahrungen und veränderten Umständen Rechnung zu tragen. Diese Plastizität verschafft uns Vorteile und ist oft genug überlebenswichtig. Aber wie genau funktioniert das? Seit etwa hundert Jahren ahnen wir, wo der Tatort liegt: in den Nervenzellen und in den sozialen Netzwerken, die sie mit Ihresgleichen bilden. Eine Spurensuche in Meeresschnecken und Zellkulturen überführt die elektrochemische Signalübertragung an Synapsen als Komplizen. Aber die Suche zeigt auch Grenzen auf, sehr zum Leidwesen der Ermittler. Virtuelle Rekonstruktionen des Tatortes machen deutlich, dass die vorherrschende Theorie Lücken hat. Ein dicker Nebel liegt insbesondere über einem möglichen Beitrag von Veränderungen in der Verdrahtung der Netzwerke. Einige Zeugenaussagen passen überhaupt nicht in das Bild. Aber wer ist der große Unbekannte? Wer zieht die Strippen im Gehirn?
Inspektor Han Lu, ausgestattet mit einem feinen Spürsinn für wichtige Wendungen in ungelösten Fällen, präsentiert nun ihre Ermittlungsergebnisse. Die vier Kollegen im internationalen Ermittlerteam sind zunächst verwundert über ihre unkonventionellen Methoden, lassen sie dann aber gewähren. Frisch von der Hochschule hat sie die neuesten Methoden im Koffer. Inspiriert von Computersimulationen und den Möglichkeiten optogenetischer Methoden geht sie zum Angriff über: Was wäre, wenn Neuronen nicht nur die elektrochemischen Botschaften, die sie an andere senden, verändern, sondern sogar ihr gesamtes soziales Netzwerk umorganisieren, wenn es opportun erscheint? Würde denn eine verdächtige Neuverdrahtung des Netzwerks im Stillen stattfinden, ohne das Alarmsystem zu aktivieren? Mit Hilfe von Computersimulationen erstellt sie ein genaues Täterprofil. Dann setzt sie optogenetische Stimulation in Mäusen ein, um den genauen Tathergang unter kontrollierten Bedingungen zu rekonstruieren. Schließlich vergleicht sie die gemessenen Veränderungen im Gehirn der Tiere mit dem vorher erstellten Täterprofil aus den Computersimulationen. Ergebnis dieser einzigartigen Kombination von Ermittlungsmethoden: der Fingerabdruck passt und ein plausibles Motiv ist gefunden!
Ist der große Unbekannte damit identifiziert? Können die neuen Indizien auch die Kollegen der anderen Einsatzgruppen überzeugen? Werden sie nun möglicherweise weitere unabhängige Hinweise finden, die eine wichtige Rolle für geregelte Strukturveränderungen belegen? Wie genau arbeiten diese mit den schon dingfest gemachten Komplizen zusammen? Das ist Stoff für voraussichtlich viele weitere Folgen im Krimi um die Erforschung von Lernen im Gehirn.
