Volume 13, Issue 1

Zusammenfassung Mit zunehmender Komplexität des Nervensystems schwindet in der Phylogenie die Fähigkeit zur regenerativen Erneuerung. Dieses Defizit wird teilweise durch neuroprotektive Strategien kompensiert, die allerdings in der Regel unzureichend sind und chronisch fortschreitende neurodegenerative Erkrankungen nicht aufhalten können. Mild verlaufende entzündliche Veränderungen werden praktisch bei allen chronisch neurodegenerativen Erkrankungen beobachtet und spielen wohl für deren Progression eine entscheidende Rolle. Die Regulation dieser Immunantworten rückt immer mehr ins Rampenlicht: Sie dürfen im Gehirn nur moderat ablaufen, um verbleibende Strukturen nicht allzu sehr zu schädigen. Transforming Growth Faktor (TGF)-β 1 ist ein bei der Regulation von Entzündungsreaktionen im Gehirn maßgeblich beteiligtes Molekül; es greift - meist als Suppressor - in die Modulation der Zellproliferation von Mikroglia und Astrozyten ein. Neuere Daten weisen darauf hin, dass TGF-β 1 auch die Proliferation neuraler Stamm- und Vorläuferzellen im adulten ZNS beeinflusst: Unter Einwirkung von TGF-β 1 werden weniger neue Nervenzellen gebildet. Dieser Effekt ist das Ergebnis einer reduzierten Proliferation adulter Stammund Vorläuferzellen. Auch im Verlauf vieler neurodegenerativer Erkrankungen, wie bei Morbus Parkinson oder Morbus Alzheimer, bzw. mit zunehmendem Alter proliferieren weniger Stammzellen im Gehirn. Gleichzeitig ist auch bekannt, dass das Gehirn unter solch pathologischen Bedingungen (und ebenso im Alter) die Expression von TGF-β 1 steigert. Vor diesem Zusammenhang verstärken sich die Hinweise, wonach TGF-β 1 eine zentrale Rolle bei der Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen zukommen könnte. Das Ziel, die Expression des Faktors TGF-β 1 zu beeinflussen, stellt bei der Suche nach Wegen zum Eindämmen neurodegenerativer Erkrankungen einen viel versprechenden Ansatz dar. Vor einer therapeutischen Modulation des TGF-β-Spiegels sind jedoch die vielfältigen, oft gegensätzlichen Wirkweisen zu berücksichtigen, welche dieser Faktor je nach zellulärem Kontext ausübt. Demnach kann TGF-β 1 einerseits neuroprotektiv wirken, andererseits aber auch die Entstehung neuer Nervenzellen und damit den Neuaufbau verhindern.

Zusammenfassung Mit wachsendem Wissen über die Informationsverarbeitung im Gehirn und verbesserten elektrophysiologischen Methoden rücken neuartige Neuroprothesen in den Bereich des Machbaren. Kinematische Prothesen, die eingeschränkte motorische Fähigkeiten durch künstliche Effektoren kompensieren, können direkt über zentralnervöse, neuronale Steuersignale kontrolliert werden. Bewegungsrelevante Parameter werden im Gehirn in vielfältiger Weise kodiert. So sind unterschiedliche Ansätze denkbar, Bewegungsparameter aus neuronaler Aktivität zu extrahieren. Kognitive Neuroprothesen verfolgen die Idee, die Aktivität der Großhirnrinde hinsichtlich Bewegungsplänen oder -zielen zu interpretieren, anstatt direkte Motorbefehle an das periphere Nervensystem oder deren unmittelbare Vorstufen zu dekodieren. Teilbereiche des parietalen und prämotorischen Kortex kodieren Bewegungsziele für Armbewegungen in unterschiedlichen Koordinatensystemen während der Planungsphase einer Bewegung. Vorteilhaft ist die Verwendung von Steuersignalen, die Bewegungsziele in visuellen, extrinsischen Koordinaten widerspiegeln, da im Fall einer Prothese zwar visuell-sensorische, aber nicht propriozeptive Rückmeldung über die selbst initiierte Prothesenbewegung zur Verfügung steht. Die neuronale Implementierung zielgerichteter Bewegungsplanung ist jedoch in vielen grundlegenden Aspekten noch unverstanden. Untersuchungen, die das Zusammenspiel externer Reize und interner Ziele auf die Bewegungsplanung und -kontrolle zum Gegenstand haben, sind vor dem Hintergrund der Neuroprothetik grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung zugleich.

Zusammenfassung Olfaktorische Hüllzellen (olfactory ensheathing cells, OECs) sind Schwann-Zell-ähnliche Gliazellen des olfaktorischen Systems mit regenerationsfördernden Eigenschaften. Von Cajal (1928) beschrieben und zunächst als olfaktorische Schwann-Zellen eingeordnet, werden OECs heute als ein intermediärer Zelltyp angesehen, der Eigenschaften von zentraler und peripherer Glia in sich vereint. Da OECs vorwiegend bezüglich ihrer regenerativen Effekte nach Transplantation untersucht wurden, sind viele Fragen zu ihrer Biologie unbeantwortet geblieben. Anders als zur Schwann-Zelle, deren Phänotyp während Entwicklung und Regeneration detailliert beschrieben wurde, liegen zu OECs nur vereinzelte Berichte vor. Es ist nach wie vor ungeklärt, inwiefern sich OECs von Schwann-Zellen molekular unterscheiden, und ob beide Zelltypen tatsächlich differenzielle Effekte nach Transplantation vermitteln. Der vorliegende Artikel formuliert aus der aktuellen Literatur drei Hypothesen zur Identität und regenerativen Kapazität von OECs. Die Diskussion dieser Hypothesen kann die Frage, was genau OECs „sind“ und was sie tatsächlich „können“ nicht abschließend klären, soll jedoch helfen, die zurzeit noch offenen Punkte zu präzisieren.