Wissenschaft

Forscher filmen Herzschlag in 3D

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Das Herz eines Zebrafisch mit der Muskelschicht (Myokard) in rot und das Endothel (Endokard und Gefäßsystem) in Cyan - türkis.

Dresden - Erstmals haben Forscher vom Max-Planck-Institut in Dresden einen Herzschlag in 3D gefilmt. Es ist zwar nur das kleine Herz eines Zebrafisch-Embryos, doch eine echte Sensation.

Die Herzen von Zebrafischen schlagen verdammt schnell. Doch nun zeigen Dresdner Forscher erstmals das kleine schlagende Herz eines Zebrafisch-Embryos in einem Video-Clip auf Youtube. Der 3D-Film zeigt den Herzschlag des Zebrafisches sogar in Zeitlupe. Auf den Bildern sind ist der Herzmuskel (Myokard in rot) und Herzwand sowie Blutgefäße (in türkis) zu sehen.

Für ihre Aufnahmen nutze das Team von Jan Huisken am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik die sogenannte Lichtblattmikroskopie, die das Organ virtuell Schicht für Schicht aufnimmt. Anschließend wurden einzelne Clips am Computer zu einem einzigen 3D-Film des schlagenden Herzens zusammengefügt.

"Anhand der Aufnahmen können wir nun einen gesamten Herzschlag in Zeitlupe genau beobachten, mit allen Details in den charakteristischen Bestandteilen des Organs", so Michaela Mickoleit, Doktorandin im Labor von Jan Huisken.

Mit Hilfe von Licht, der sogenannten Optogenetik, konnten die Forscher den Herzschlag eines sich entwickelnden Zebrafischs sogar steuern. Dem Fischembryo schaden die Beobachtungen laut den Forschern übrigens nicht: Zebrafisch-Embryos überleben einen Herzstillstand von mehreren Stunden ohne Probleme.

Erstmals ist es den Forscher damit auch gelungen, kranke Herzen mit einer Herzrhythmusstörung im Detail zu beobachten. 

Mit der neuen Bildverarbeitungsmethode können Wissenschaftler das Herz in 3D mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufnehmen und ein schlagendes Herz beobachten. Auf diese Weise lässt sich auch der Abstand zwischen Herzmuskel und Herzinnenwand während eines Herzschlags genauer bestimmen und analysieren.

Die Arbeiten der Max-Planck-Forscher geben komplett neue Einsichten und die Hoffnung, dass sich in Zukunft die Ursachen angeborener Herzfehler besser erforschen und dann auch therapieren lassen.

ml

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