Institut für Anatomie I

 Forschungsschwerpunkte

• Entwicklung und Differenzierung des Gehirns verschiedener Vertebraten
• Expression von Glycoconjugaten und Apoptose-assoziierten Proteinen
• Morphometrie, struktureller und zeitlicher Reorganisation des menschlichen Gehirns nach neurodegenerativen Krankheiten
• Neurodegeneration im Parkinsonmodell
• Peripheres Nervensystem und Bindegewebe
• Topographie, Tomographie und Chemoarchitektur des menschlichen Gehirns
• Zyklische Modulationen des Endometriums

Forschungsschwerpunkt des Instituts für Anatomie I ist die funktionelle Morphologie, insbesondere des Gehirns. Das eingesetzte Methodenspektrum umfasst Licht- und Elektronenmikroskopie, Zellkultur, immunchemische und molekularbiologische Techniken, sowie Bildverarbeitung und Neuroinformatik.

In der Lehre ist das Institut in die vorklinische Ausbildung der Studierenden der Human- und Zahnmedizin eingebunden. Vorlesungen und praktische Kurse vermitteln die Grundlagen der makroskopischen und mikroskopischen Morphologie des menschlichen Körpers. Besonderes Augenmerk gilt dabei der klinischen Anwendbarkeit dieser Erkenntnisse sowie die Kompetenzvermittlung in der Analyse von radiologischen Schnittbildern.

Forschung und Lehre

Die Forschung des Instituts beschäftigt sich vor allem mit der Entwicklung, Struktur, Funktion und Pathologie des menschlichen Gehirns. Im Institut wurde der derzeit detailreichste konsistente Atlas des menschlichen Gehirns erstellt. Die digitale Version wird um folgende Aspekte erweitert: (1) Multilingualität; (2) freie 3D-Navigation und Interaktivität; (3) Datenbank zu Nomenklatur, Ontologie und Struktur-/Funktionsbeschreibung; (4) freie Transformation des Atlasdatensatzes auf individielle (Patienten-) Datensätze (in Zusammenarbeit mit dem Mathematischen Institut (Prof. Witsch). Dieses Projekt soll die präzise und reproduzierbare Beschreibung von Örtlichkeitsmerkmalen des individuellen Gehirns ermöglichen und somit bei bildgebenden Verfahren und stereotaktischen Eingriffen assistieren.

Aus der Zusammenarbeit mit der Neurologischen Klinik ergibt sich ein weiterer Forschungsschwerpunkt im Bereich der Quantifizierung morphologischer Veränderungen nach neurodegenerativen Krankheiten oder Schlaganfall. Hierfür wurde ein Bildverarbeitungsverfahren (VGM: Voxel-Guided Morphometry) entwickelt, mit dem es möglich ist, kleinste räumliche Veränderungen im menschlichen Gehirn mit Hilfe von T1-gewichteten MRT-Bildsequenzen zu detektieren. Die Ergebnisse zeigen bei Schlaganfällen weitreichende, degenerative Veränderungen von Strukturen des menschlichen Gehirns, die anatomisch miteinander verbunden sind. Die strukturelle und radiologische Untersuchung des menschlichen Gehirns offenbart erhebliche interindividuelle Unterschiede. Diese werden in der Regel durch computergestützte Standardisierungs- und Normalisierungsverfahren kompensiert. Im Institut wird daran gearbeitet, die Transformationsalgorithmen durch Einbeziehung von Ergebnissen der Entwicklung des Gehirns und der vergleichenden Anatomie zu verbessern. Hierfür werden entwicklungsdynamische Vorgänge, Gestaltänderungen, Migrationsrouten von Neuronen und zeitabhängige Änderungen der Genexpression im Humangehirn systematisch untersucht um die resultierenden Vektoren für eine "biologische" Transformation des adulten Gehirns zu verwenden. Vergleichend neuroanatomische Untersuchungen beziehen sich auf die Gehirne verschiedener Spezies. Die molekularen Untersuchungen des menschlichen Gehirns betreffen die Kartographie der Expressionsmuster von neuroaktiven Substanzen, wobei der Schwerpunkt auf subkortikalen Kerngebieten des Vorderhirns liegt.

Die molekulare Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Regulation der Expression spezieller Blutgruppen- und Immunprodukte (Glycoconjugate) im Gehirn. Diese weisen eine ausgeprägte und sehr differenzierte Abhängigkeit von Entwicklungs- und Alterungsprozessen, sowie Krankheitsvorgängen auf. Diese Arbeitsgruppe verfolgt die gezielte Beeinflussung der verantwortlichen (Fucosyltransferase-) Gene durch knockout/knockin Methoden im Tiermodell.

Neben der klassischen anatomischen Lehre werden im Institut neue Wege der Aus- und Weiterbildung beschritten. So werden mehrere multimediale, webbasierte Lernprogramme entwickelt, um die Wissensvermittlung effizienter zu gestalten und die Vorbereitung auf die klinische Tätigkeit zu erleichtern.Wichtige multimediale Werkzeuge der Lehre sind im Institut erstellte interaktive Interpretationshilfen für medizinische Computerabbildungen, wie sie etwa durch radiologische Bildgebungstechniken gewonnen werden. Derartige Bilddaten bieten dank hervorragender Strukturauflösung einen noch vor wenigen Jahren ungeahnten Informationsreichtum über den Aufbau des lebenden Körpers. Sie entsprechen aber nicht der herkömmlichen, durch den Präparierkurs geschulten räumlichen Vorstellung, sondern stellen Querschnitte oder Projektionen dar. Die (teilweise multilingualen) Interpretationshilfen werden daher auch in der Fortbildung von Ärzten und als Referenz für telemedizinische Anwendungen eingesetzt.

Ein umfangreiches Projekt ist die Anfertigung einer digitalen Datenbank für Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie.

Vita Universitätsprofessor Dr. Jürgen K. Mai