Nerven des Rückenmarks und des Gehirns wachsen in der Regel nicht wieder zusammen, wenn sie einmal verletzt oder zertrennt werden, obwohl auch hier nach einer Verletzung des Hirn bestimmte, sogenannte Führungs-Signale aussendet, mit denen die verloren gegangenen Nervenleitungen "angelockt" werden sollen. Doch das zu den Nervenleitungen gehörende Gerüst, die sogenannten Gliazellen, deren Aufgabe es ist, die Nervenleitungen zu schützen, sie blockieren an der Schnittstelle die notwendige Weiterleitung des Führungs-Signals aus dem Gehirn:
"Das einzige Problem ist, dass die zentralen Nerven überleben, lang genug um einen Weg wiederzufinden zum Ziel herum. Das andere Problem ist der Schnitt im Sehnerv. Nach einem schweren Unfall werden die Gliazellen proliferieren. Und diese Gliazellen machen fast einen Tumor von Gliazellen, einen gliotischen Prozess, das nennen wir Glianarbe. Und diese Glianarbe macht eine starke Barriere, wo es keine Hoffnung gibt für das Axon, diesen Weg wiederzufinden."
Professor Dr. Thomas Claudepierre von der Poliklinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Leipzig zeigt unter dem Mikroskop, wie verzweifelt die Axone, also die Nervenleitungen, in einer Nährlösung nach diesem Führungssignal suchen. Aus den Nervenzellen wachsen sie wie Haare kreuz und quer durch die mit Wachstumshormonen angereicherte Nährlösung. Im Mikroskop ist auch zu erkennen, dass Axone sich verbinden, sollten sie sich auf ihrer Suche begegnen.
"Es ist extrem chaotisch am Anfang. Sie sehen, dass die Axonen überall wachsen, in alle Richtungen. Diese Enden hier finden einen Weg, aber es ist total chaotisch. Danach werden sie einen Kontakt machen, aber hier in dieser Kultur machen Sie keine funktionalen Synapsen zusammen. Sie machen Kontakt, die Axonen können zusammenwachsen, aber die Retina-Ganglienzellen müssen Kontakt mit dem Hirn machen."
Doch ähnlich wie in der Nährlösung unter Professor Claudepierres Mikroskop ist nach einer Verletzung des Sehnerves der Weg zum Hirn versperrt. Seidenfäden versprechen jetzt Hoffnung, die Sehnerven in die richtige Richtung zu lotsen. Unter einem anderen Mikroskop zeigt Prof. Claudepierre einige hundert, mit Nährlösung getränkte Seidenfäden, die wie glatt gekämmte Haare auf der Glasscheibe liegen. Auch hier sind Nervenzellen zu sehen, deren Axone aber nicht mehr chaotisch in alle Richtungen wachsen. Sie wachsen stattdessen an jeweils einem einzigen, nur wenige Nanometer dünnen Seidenfadens entlang:
"In diesem Experiment haben wir auch probiert, wie lange die Wachstumsfaktoren in Seide bleiben. Und wenn Sie vergleichen, wo sie die Wachstumsfaktoren nur ins Medium spritzen, bleiben sie nur einen oder zwei Tage maximal. Das bedeutet, sie müssen immer dieses Medium tauschen. Aber in Seide sind sie geschützt und sie bleiben mehrere Wochen, mindestens drei oder vier Wochen. Die Nerven-Regeneration braucht viel Zeit, sie braucht Wochen oder Monate. Und diese Wachstumsfaktoren sind in Seidenfäden geschützt und bleiben lang genug für die Nerven-Regeneration."
Ein Problem ist gelöst. Bei der Lösung des zweiten Problems helfen Physiker internationaler Universitäten, eine Möglichkeit zu finden, den dünnen, nur unter dem Mikroskop sichtbaren Seidenfaden durch die vernarbte Verletzung zu ziehen. Gelingt dies eines Tages, bliebe Chirurgen dazu nur eine kurze Zeitspanne:
"Nach einem Schaden kommt das Führungs Signal wieder. So gibt es eine Hoffnung. Aber dieses Fenster für Wachstumssignale, es ist ganz kurz, ein paar Tage, eine Woche, dann nicht mehr. Aber wenn wir vielleicht eine Lösung haben für diese Glianarben und wenn diese Führungs Signale noch da sind, gibt es Hoffnung, dass sie einen Weg finden. Wenn vielleicht ein Prozent dieser Axone wieder einen Weg ins Hirn findet, wäre das schon fantastisch."
"Das einzige Problem ist, dass die zentralen Nerven überleben, lang genug um einen Weg wiederzufinden zum Ziel herum. Das andere Problem ist der Schnitt im Sehnerv. Nach einem schweren Unfall werden die Gliazellen proliferieren. Und diese Gliazellen machen fast einen Tumor von Gliazellen, einen gliotischen Prozess, das nennen wir Glianarbe. Und diese Glianarbe macht eine starke Barriere, wo es keine Hoffnung gibt für das Axon, diesen Weg wiederzufinden."
Professor Dr. Thomas Claudepierre von der Poliklinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Leipzig zeigt unter dem Mikroskop, wie verzweifelt die Axone, also die Nervenleitungen, in einer Nährlösung nach diesem Führungssignal suchen. Aus den Nervenzellen wachsen sie wie Haare kreuz und quer durch die mit Wachstumshormonen angereicherte Nährlösung. Im Mikroskop ist auch zu erkennen, dass Axone sich verbinden, sollten sie sich auf ihrer Suche begegnen.
"Es ist extrem chaotisch am Anfang. Sie sehen, dass die Axonen überall wachsen, in alle Richtungen. Diese Enden hier finden einen Weg, aber es ist total chaotisch. Danach werden sie einen Kontakt machen, aber hier in dieser Kultur machen Sie keine funktionalen Synapsen zusammen. Sie machen Kontakt, die Axonen können zusammenwachsen, aber die Retina-Ganglienzellen müssen Kontakt mit dem Hirn machen."
Doch ähnlich wie in der Nährlösung unter Professor Claudepierres Mikroskop ist nach einer Verletzung des Sehnerves der Weg zum Hirn versperrt. Seidenfäden versprechen jetzt Hoffnung, die Sehnerven in die richtige Richtung zu lotsen. Unter einem anderen Mikroskop zeigt Prof. Claudepierre einige hundert, mit Nährlösung getränkte Seidenfäden, die wie glatt gekämmte Haare auf der Glasscheibe liegen. Auch hier sind Nervenzellen zu sehen, deren Axone aber nicht mehr chaotisch in alle Richtungen wachsen. Sie wachsen stattdessen an jeweils einem einzigen, nur wenige Nanometer dünnen Seidenfadens entlang:
"In diesem Experiment haben wir auch probiert, wie lange die Wachstumsfaktoren in Seide bleiben. Und wenn Sie vergleichen, wo sie die Wachstumsfaktoren nur ins Medium spritzen, bleiben sie nur einen oder zwei Tage maximal. Das bedeutet, sie müssen immer dieses Medium tauschen. Aber in Seide sind sie geschützt und sie bleiben mehrere Wochen, mindestens drei oder vier Wochen. Die Nerven-Regeneration braucht viel Zeit, sie braucht Wochen oder Monate. Und diese Wachstumsfaktoren sind in Seidenfäden geschützt und bleiben lang genug für die Nerven-Regeneration."
Ein Problem ist gelöst. Bei der Lösung des zweiten Problems helfen Physiker internationaler Universitäten, eine Möglichkeit zu finden, den dünnen, nur unter dem Mikroskop sichtbaren Seidenfaden durch die vernarbte Verletzung zu ziehen. Gelingt dies eines Tages, bliebe Chirurgen dazu nur eine kurze Zeitspanne:
"Nach einem Schaden kommt das Führungs Signal wieder. So gibt es eine Hoffnung. Aber dieses Fenster für Wachstumssignale, es ist ganz kurz, ein paar Tage, eine Woche, dann nicht mehr. Aber wenn wir vielleicht eine Lösung haben für diese Glianarben und wenn diese Führungs Signale noch da sind, gibt es Hoffnung, dass sie einen Weg finden. Wenn vielleicht ein Prozent dieser Axone wieder einen Weg ins Hirn findet, wäre das schon fantastisch."