Ed Boyden wird bei den Exner-Vorlesungen 2021 (17. & 18. Mai 2022) anwesend sein und seine Laurates-Vorlesung halten:
Technologien zur Analyse und Reparatur des Gehirns
“Das Gehirn ist vielleicht das komplexeste Ding, das wir kennen. Es erzeugt unsere Gedanken und Gefühle und macht uns zu dem, was wir sind. Zu verstehen, wie das Gehirn den Geist erzeugt, ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis des menschlichen Zustands. Außerdem sind weltweit über eine Milliarde Menschen von Erkrankungen des Gehirns betroffen, von denen keine vollständig geheilt werden kann. Um das Gehirn zu verstehen und zu reparieren, müssen neue Technologien erfunden und angewandt werden. Die Expansionsmikroskopie (ExM) ist ein vom Boyden-Labor am MIT entwickeltes Instrument, mit dem das Gehirn kartiert werden kann. Die Kartierung des Gehirns ist deshalb so schwierig, weil das Gehirn aus vielen Zellen, den so genannten Neuronen, besteht, die durch dünne, drahtartige Fortsätze miteinander verbunden sind, die in winzigen Verbindungsstellen, den so genannten Synapsen, enden – allesamt zu klein, um mit herkömmlicher Technik abgebildet zu werden. Bei ExM werden die Gehirnproben mit einer Chemikalie infundiert, die dem Material in Babywindeln ähnelt. Bei Zugabe von Wasser quillt das Windelmaterial auf, wodurch das Gehirn um das 100-fache oder mehr an Volumen zunimmt. Erstaunlicherweise ist dieser Expansionsprozess gleichmäßig, so dass Details im Nanobereich erhalten bleiben und größer und damit leichter zu erkennen sind. Nach der Vergrößerung kann das Gehirn mit kostengünstigen, allgemein erhältlichen Bildgebungsgeräten kartiert werden. ExM ermöglicht die Kartierung von Gehirnschaltkreisen, was die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Gehirnkrankheiten ermöglichen könnte. Die durch ExM ermöglichte Kartierung des Gehirns könnte auch Aufschluss darüber geben, wie Informationen durch das Gehirn fließen und von ihm umgewandelt werden, was die Entwicklung neuer Arten von künstlicher Intelligenz ermöglichen würde. Da die frühzeitige Erkennung aller Krankheiten, nicht nur von Hirnerkrankungen, Leben retten könnte, befassen sich viele Menschen mit dem Einsatz von ExM zur Früherkennung von Krankheiten. Durch die Entnahme einer Biopsie von einem Patienten und die physikalische Vergrößerung durch ExM können die kleinen Veränderungen, die im Frühstadium einer Krankheit auftreten, physikalisch vergrößert werden, so dass sie von Ärzten leichter erkannt werden können. ExM wird weltweit eingesetzt, um biologische und medizinische Untersuchungen voranzutreiben, und Boyden hat ein Unternehmen mitbegründet, um die Technologie zu verbessern und für spezifische Zwecke einzusetzen.
Die Vorträge werden in englischer Sprache gehalten.