Das Gehirn ist eines der komplexesten Systeme überhaupt und ein faszinierender Gegenstand unserer Forschung. Im Cécile und Oskar Vogt Institut für Hirnforschung beschäftigen wir uns seit Jahrzehnten mit der Frage nach den Organisationsprinzipien und Funktionen von Gehirnen der unterschiedlichsten Spezies, allen voran des humanen Gehirns.
Zusammen mit dem Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-1) am Forschungszentrum Jülich sind wir an der Entwicklung von 3D-Modellen und Atlanten des menschlichen Gehirns, die die Zytoarchitektonik, Konnektivität, molekulare Gliederung, Genetik und Hirnfunktion berücksichtigen, beteiligt. Auf Basis der architektonischen und funktionellen Daten ist ein erster 3D-Atlas des humanen Gehirns entstanden, der Julich-Brain Atlas.
Unser Ziel ist die vollständige zytoarchitektonische Kartierung und Analyse der menschlichen Hirnrinde und seine tiefer gelegenen Kerngebiete. Mittels neuer 3D-Polarisationsmikroskopie ist es zudem möglich die strukturelle Konnektivität und Faserbahnarchitektur des Gehirns mit bisher nicht erreichter Auflösung im Mikrometerbereich zu untersuchen. Auch stellt die Untersuchung der Neurotransmitterrezeptoren und Transmitter die molekulare Basis für Struktur-Funktions-Beziehungen im Gehirn dar. Zudem untersuchen wir die architektonischen Unterschiede (interindividuelle Variabilität) von Gehirnen, die anhand von probabilistischen Wahrscheinlichkeitskarten erfasst werden und die Unterschiede von Kortexarealen in Größe und Lage aufzeigen.
In Kooperation des FZJ mit dem Montreal Neurological Institute (MNI) der McGill Universität wurde ein 3D-Modell eines menschlichen Gehirns in extrem hoher Auflösung entwickelt (auf Basis von 7.404 digitalisierten histologischen Schnitten). Das so genannte BigBrain-Modell des Helmholtz International Lab HIBALL ist ein kostenloses Tool und bietet unvergleichliche neuroanatomische Einblicke. Unsere Hirnkarten stellen wir darüber der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung. Sie sind Bestandteil des HBP Human Brain Atlas und können über die Anatomy Toolbox mit Daten aus der funktionellen, neuronalen Bildgebung zusammengeführt werden. Das Human Brain Project (HBP) integriert auch das BigBrain als Teil des HBP Human Brain Atlas und bietet einen interaktiven Online-Viewer (Siibra Explorer) über seine neue digitale Infrastruktur EBRAINS.