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Artikel von William Brown, Forschungsbiophysiker der Resonance Science Foundation

Dass das menschliche Gehirn Magnetit enthält, ist gut belegt; seine räumliche Verteilung im Gehirn ist jedoch unbekannt geblieben. Eine neue Studie zeigt, dass die reproduzierbaren Magnetisierungsmuster von Magnetit bevorzugt im menschlichen Gehirn verteilt sind, insbesondere im Kleinhirn und Hirnstamm.

Im Jahr 1992 identifizierten Forscher das Vorhandensein von Magnetit – einer permanent magnetischen Form von Eisenoxid – im menschlichen Gehirngewebe. Eisen im Körper war keine Überraschung. Es wird häufig in Ferritin gefunden, einem intrazellulären Protein, das mehreren Organismen gemeinsam ist, und es wurde angenommen, dass der Magnetit biogen gebildet wurde, wobei einige möglicherweise aus Ferritin stammen. Aber das Vorhandensein von Magnetit im Gehirn könnte mehr als zufällig sein. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Gehirnzellen auf externe Magnetfelder reagieren. Es gibt auch einen beunruhigenden Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen: Es gibt Hinweise auf erhöhte Magnetitspiegel im Gehirngewebe von Alzheimer-Patienten.

Jetzt haben der Geophysiker  Stuart Gilder , der Neurowissenschaftler Christoph Schmitz (beide Ludwig-Maximilians-Universität München) und ihre Kollegen die erste systematische Kartierung von Magnetit-Nanopartikeln im menschlichen Gehirn durchgeführt. In einer magnetisch abgeschirmten Anlage 80 km nordöstlich von München haben sie mit einem supraleitenden Magnetometer die magnetischen Momente von Hunderten von Proben aus sieben sezierten Gehirnen gemessen.

Es ist bekannt, dass das chemische Fixiermittel, das zur Speicherung des Gehirns verwendet wird, die Gesamteisenkonzentration im Gewebe reduziert. Dennoch konnten Gilder und Co. jede Restmagnetisierung größer als 3,75 × 10 –11  Am 2 messen – magnetische  Feldstärke H, gemessen in Ampere pro Meter (A/m) oder Ampere pro Fläche in Metern (A/m 2). Sie fanden Magnetit in allen sieben Gehirnen an denselben Stellen konzentriert – hauptsächlich im Kleinhirn und im Hirnstamm, wie in der Abbildung gezeigt. Eine auffallende Asymmetrie besteht auch in der Verteilung der Teilchen zwischen der rechten und linken Hemisphäre. Die Karte erstellt Basisdaten, mit denen Gilders und andere Gruppen spätere Ergebnisse als Funktion von Variablen wie Alter, Geschlecht und neurologischer Gesundheit vergleichen können. Die Karte kann auch Studien darüber anregen, welche Funktion Magnetit für den Menschen hat, wenn überhaupt. Magnetotaktische Bakterien, Brieftauben und Honigbienen gehören zu den Organismen, von denen angenommen wird, dass sie magnetische Feldlinien (siehe den Artikel von Sönke Johnsen und Ken Lohmann in  Physics Today , März 2008, Seite 29 ) mit dem gleichen kristallinen Magnetit wahrnehmen, den wir Menschen in unseren Köpfen haben. (SA Gilder et al., Wissenschaft Rep. , 2018, doi: 10.1038/s41598-018-29766-z .

Artikel:  Physics Today: Kartierung von Magnetit im menschlichen Gehirn; von R. Mark Wilson


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