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Der lichtgesteuerte Fadenwurm : Einblicke in das Nervensystem von C. elegans

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  • Ddc:590

Abstract

UNI 2007/01 Teil 3 Der Fadenwurm Caenorhabditiselegans ist nur etwa einen Milli- meter lang und wird im Labor auf kleinen Kulturplatten gezüchtet . Trotz seines anatomisch relativ sim- plen Nervensystems – bestehend aus nur 302 Nervenzellen mit zirka 5000 chemischen Synapsen – ist das »Gehirn« des Tiers in der Lage, erstaunlich viele Funktionen zu er- füllen und zahlreiche einfache Ver- haltensweisen zu regulieren. So reagiert C. elegans auf Gerüche, Ge- schmack, mechanische Reize sowie die chemische Zusammensetzung, die Temperatur und den Sauerstoff- gehalt seiner Umgebung. Der durchsichtige Fadenwurm bewegt sich auf eine koordinierte und sehr elegante Weise fort (daher der Na- me), und die Männchen zeigen ein aktives Sexualverhalten. Selbst ein- fache Formen von »Suchtverhal- ten« sowie rudimentäre Formen von Lernen und Gedächtnis kön- nen unter geeigneten Bedingungen untersucht werden. Beispielsweise reagieren die Tiere auf ein Ansto- ßen der Kulturplatte mit einem Rückzugsreflex, der jedoch nach häufiger Wiederholung ausbleibt. Sie lernen also, die Stöße zu igno- rieren, weil sie keine Gefahr dar- stellen. Interessanterweise kann dieses Verhalten auch trainiert wer- den, so dass die Tiere selbst nach 24 Stunden noch weniger häufig auf den Stimulus reagieren. Das Nervensystem von C. elegans ist bis ins kleinste Detail seiner Ana- tomie durch hoch auflösende Elek- tronenmikroskopie aufgeklärt und kartiert, und die 302 Zellen finden sich mit exakt den gleichen Ver- schaltungen in jedem Individu- um . Somit hegten einige For- scher den Traum, dass man mit die- sem Wissen über die Struktur des »Schaltkreises« das gesamte Ner- vensystem von C. elegans im Com- puter simulieren könnte, um des- sen Funktionieren genau zu verste- hen. Jedoch stellte sich heraus, dass dies ohne Informationen über die Funktion der einzelnen Zellen nicht möglich ist. Nun ist die isolierte Be- trachtung von Nervenzellen nicht ohne weiteres machbar, da sie sich untereinander in spezifischer Weise zu kleinen Schalt

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