Synchrotron-Nano-Tomografie mit Phasenkontrast

ZusammenfassungGesunder humaner Knochen unterliegt einem permanenten Umbau, um sich den mechanischen Anforderungen anzupassen, Mikrofrakturen zu reparieren und das Mineralgleichgewicht zu erhalten. Der Umbauprozess der extrazellulären Matrix wird durch Osteoblasten und Osteoklasten realisiert. Eine bedeutende Rolle bei der Regulierung der Osteoklasten- und Osteoblastenaktivität wird den Osteozyten zugesprochen, welche in einem komplexen Netzwerk von Zelllakunen und Kanalikuli die extrazelluläre Matrix durchsetzen. Auf Phasenkontrast basierende hochauflösende Nano-Computertomografie erlaubt erstmals, sowohl das Zellnetzwerk als auch die direkt angrenzende mineralisierte Matrix in Untersuchungsvolumen, die hinsichtlich ihrer Größe als repräsentativ angesehen werden können, im nativen Zustand (nicht demineralisiert, nicht eingebettet) zu untersuchen.

Einfluss der Extrazellulären Matrix auf plastische Prozesse in jungen und alten Gehirnen. Extrazelluläre Matrix und Hirnplastizität

ZusammenfassungDie Balance zwischen struktureller Stabilität und funktioneller Flexibilität synaptischer Schaltkreise passt sich im Gehirn höherer Vertebraten ständig an die verschiedenen Lebensumstände an. Zunächst herrscht im juvenilen Hirnstadium hohe strukturelle Plastizität. Als kritischer Schritt in der Hirnreifung gilt die Entstehung der Extrazellulären Matrix (ECM, aus dem Englischen extracellular matrix ), welche das Potenzial für neuronale Plastizität und Regeneration als strukturstabilisierende Einheit limitiert. Neueste Forschungen haben erst begonnen, den Einfluss dieser vermeintlichen Limitierung adulter Plastizität auf lernabhängige Plastizität, lebenslange Gedächtnisanpassungen und höhere kognitive Funktionen zu untersuchen. In diesem Übersichtsartikel fassen wir aktuelle Befunde zusammen, welche die aktivitätsabhängige Modulation der ECM als Schlüsselelement für die Regulation lernabhängiger Plastizität im adulten Gehirn beschreiben. Die experimentelle Modifikation der ECM in lokalen neuronalen Schaltkreisen kann darüber hinaus als Werkzeug genutzt werden, um kurze Zeitfenster aktivitätsabhängiger neuronaler Reorganisationen zu ermöglichen. Wir diskutieren die Einflüsse dieser Verfahren auf entwicklungsabhängige Plastizität sowie Möglichkeiten der kognitiv flexibleren Auswahl wahrend unterschiedlicher Lern- und Verhaltensoptionen. Diese Befunde bieten Implikationen für neue regenerative und therapeutische Konzepte basierend auf zielgerichteter Neuroplastizität.