Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

Unser Gehirn wertet nahrungsabhängige und hormonelle Signale aus der Körperperipherie aus und sorgt durch Hunger- bzw. Sättigungsgefühle für eine ausgeglichene Energiebilanz. Diese zentralnervöse Kontrolle ist komplex und bislang nicht genau verstandenen. Die neuronalen Regelkreise vollständig aufzuklären, ist Ziel des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung (vormals Max-Planck-Institut für neurologische Forschung). Die Forscher setzen multimodale und molekulare Bildgebung ein, um intakte aber auch Fehlregulation zu beschreiben. Gelingt es, die neuronalen Signalwege des Stoffwechsels in Gesunden wie in Erkrankten grundlegend zu verstehen, können langfristig neue molekulare Therapieansätze für Erkrankungen wie Alterszucker und Fettleibigkeit entwickelt werden.

Kontakt

Gleueler Str. 50
50931 Cologne
Telefon: +49 221 4726-0
Fax: +49 221 4726-298

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS on Ageing

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Übergewicht verändert eine Untergruppe von Immunzellen und erhöht so die Gefahr von Diabetes mehr
Fettreiche Ernährung lässt das Gehirn hungern
Viel Fett im Essen verringert die Zuckerkonzentration im Gehirn von Mäusen mehr
Fettgewebe im Energiespar-Modus
AgRP- Neuronen regulieren den Zuckerverbrauch hungriger Mäuse mehr
Von der Stammzelle zur Nervenzelle in wenigen Wochen

Von der Stammzelle zur Nervenzelle in wenigen Wochen

Forschungsmeldung 20. Januar 2015
Max-Planck-Forscher beobachten Stammzellen im lebenden Gehirn mehr
Fastenzeit für Tumorzellen

Fastenzeit für Tumorzellen

Forschungsmeldung 5. März 2013
Wissenschaftler schneiden Krebszellen die Nahrungszufuhr ab mehr
Regeneration nach Schlaganfall benötigt intakte Kommunikationswege zwischen den Gehirnhälften
Erholung ist abhängig vom Informationsaustausch zwischen den Hemisphären mehr
Kölner Max-Planck-Forscher entdecken Insulin als Botenstoff in Nervenzellen des Mittelhirns und finden einen Zusammenhang zu dem Belohnungssystem mehr
Insulin-Wirkung im Gehirn kann zu Fettleibigkeit führen
Forscher entschlüsseln einen wichtigen Mechanismus, mit dem Insulin im Hypothalamus die Energiebilanz steuert mehr
Max-Planck-Forscher entdecken einen neuen Mechanismus, der bei Übergewicht zur Entstehung von Typ-2-Diabetes führt. mehr
<strong>Neurotransmitter könnte Rehabilitation nach Schlaganfall verbessern</strong>
Längere Wirkung von Noradrenalin verbessert die Motorik bei Schlaganfall-Patienten mehr
Rettungsdienst auf zellulärer Ebene

Rettungsdienst auf zellulärer Ebene

Forschungsmeldung 23. September 2010
Stammzellen helfen dem Gehirn nach einem Schlaganfall mehr
Zülch-Preis 2010 geht an Multiple Sklerose-Forscher

Zülch-Preis 2010 geht an Multiple Sklerose-Forscher

Forschungsmeldung 6. September 2010
Britischer und österreichischer Wissenschaftler erhalten Preis für neurologische Grundlagenforschung mehr

Tsunami im Gehirn

Forschungsmeldung 11. Juni 2008
Nach dem Schlaganfall verursachen Entladungswellen im menschlichen Gehirn das weitere Absterben von Nervenzellen mehr
Fehler entstehen im Kopf

Fehler entstehen im Kopf

Forschungsmeldung 22. April 2008
Bei monotonen Aufgaben gehen spezifische Veränderungen der Hirnaktivität dem fehlerhaften Verhalten voraus mehr
Wie wir aus Fehlern lernen

Wie wir aus Fehlern lernen

Forschungsmeldung 7. Dezember 2007
Eine genetische Variation des Dopamin-D2-Rezeptors im Gehirn beeinflusst, wie wir mit Feedback umgehen mehr
Genomlandschaften eines Tumors kartiert

Genomlandschaften eines Tumors kartiert

Forschungsmeldung 7. November 2007
Wissenschaftler haben eine hochauflösende Landkarte genetischer Veränderungen bei einem Lungenkarzinom erstellt mehr
Neue Blutgefäße senken Infarktrisiko

Neue Blutgefäße senken Infarktrisiko

Forschungsmeldung 20. September 2004
Max-Planck-Wissenschaftler weisen aussichtsreichen Weg in der Schlaganfall-Prophylaxe mehr
Geschärfter Blick ins kranke Gehirn

Geschärfter Blick ins kranke Gehirn

Forschungsmeldung 17. März 2004
Neue Generation von PET-Geräten ermöglicht Früherkennung von neurodegenerativen Leiden wie Alzheimer-Demenz mehr
Stammzellen werden beschattet

Stammzellen werden beschattet

Forschungsmeldung 18. Februar 2003
Max-Planck-Forscher beobachten, wie sich embryonale Stammzellen bei Schlaganfall zu neuen Nervenzellen differenzieren / Ansatz für Gewebeersatz-Therapie mehr
Es wurden keine Beiträge in der MaxPlanckForschung gefunden.
Momentan sind keine Angebote vorhanden.

Veranlagung für Übergewicht beeinflusst das Lernverhalten

2017 Tittgemeyer, Marc; Brüning, Jens
Neurobiologie

Eine genetische Veranlagung für Übergewicht wirkt sich auf das Belohnungssystem des Gehirns und damit auf unser Lernverhalten aus. Probanden mit einer Veränderung des so genannten FTO-Gens zeigen in einer mit Übergewicht assoziierten Hirnregion veränderte Dopamin-gesteuerte Hirnaktivitäten, lernen mühsamer aus negativen Erlebnissen und reagieren stärker auf Essensreize als Vergleichspersonen ohne diese Disposition. Diese spezifischen Unterschiede und die genetische Beeinflussung neurophysiologischer Prozesse könnten erklären, warum FTO ein Risikofaktor für die Entstehung von Adipositas ist.

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Regulationsmechanismen der neuronalen Glukoseaufnahme

2016 Jais, Alexander; Brüning, Jens C.
Medizin Neurobiologie

Fettreiche Ernährung führt akut zur Umprogrammierung des gesamten Stoffwechsels und zu einer Reduktion der neuronalen Glukoseaufnahme. Studien im Mausmodell zeigen die komplexen Regulationsmechanismen, die den physiologischen Glukosetransport aufrechterhalten, und identifizieren das Signalmolekül Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) als kritischen Regulator des Glukosetransports über die Blut-Hirn-Schranke.

 

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Übergewicht und Diabetes: Programmierung in der Schwangerschaft

2015 Hausen, Anne Christine; Brüning, Jens C.
Genetik Medizin Neurobiologie
Übergewicht, Diabetes mellitus Typ 2 und damit verbundene Folgeerkrankungen stellen neben den individuellen Einschränkungen für die Betroffenen ein entscheidendes sozio-ökonomisches Problem unserer Gesellschaft dar. Auf der Suche nach den zugrunde liegenden Mechanismen ist unser Verständnis von den körpereigenen Regulatoren in den letzten Jahren stetig gewachsen. Das Gewicht und die Ernährung der Mutter während der Schwangerschaft beeinflusst das Auftreten metabolischer Erkrankungen beim Kind lebenslang. Studien im Mausmodell erlauben Einblicke in die komplexen Mechanismen. mehr

Veranlagung zu Übergewicht: ein Wechselspiel von Genom und Umwelt?

2014 Heß, Martin; Brüning, Jens C.
Genetik Neurobiologie

Die steigende Zahl übergewichtiger Menschen und die damit einhergehenden Erkrankungen stellen ein immer größeres Problem für die moderne Gesellschaft dar. Lebenswandel und genetische Prädisposition bestimmen die individuelle Anfälligkeit zur Gewichtszunahme. Durch Identifizierung der für Übergewicht prädisponierenden genetischen Veränderungen und die anschließende Beschreibung der betroffenen Gene/Proteine – auch im Mausmodell – erhoffen sich Wissenschaftler Einblicke in die komplexe Interaktion zwischen Genom und Umwelt und damit in die Mechanismen, die zu Übergewicht führen können.

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Neue Synthesestrategien für intelligente radioaktive Diagnostika

2013 Neumaier, Bernd;  Zlatopolskiy, Boris D.
Chemie Medizin

Neue Radiomarkierungsstrategien in Verbindung mit neuen Zielstrukturen treiben die Entwicklung von intelligenten radioaktiven Diagnostika voran. Diese Markierungen ermöglichen, gezielt pathophysiologische Prozesse im Körper auf molekularer Ebene mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zu erfassen. Cycloadditionsreaktionen sind erfolgreich für die Radiofluorierung eingesetzt worden. In einer Weiterentwicklung dieses Konzepts wurden Markierungsansätze erarbeitet, die dazu beitragen, das zugängliche Spektrum an maßgeschneiderten Sonden zu erweitern.

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Die Entwicklung intelligenter Therapien erfordert die detaillierte Analyse einer Krankheit. Am Beispiel des Hirninfarkts bzw. Schlaganfalls werden im Experiment nichtinvasive Methoden, wie die quantitative und klinisch anwendbare Positronen-Emissions-Tomographie (PET), und invasive optische Methoden, wie Laser-Speckle-Imaging und Oxymetrie, kombiniert, um komplizierte Wechselwirkungen der hervorgerufenen Effekte zu entschlüsseln und relevante diagnostische Parameter zu identifizieren. mehr
Der Schlaganfall ist in Europa die häufigste Ursache für eine dauerhafte Behinderung und mit schwerwiegenden Auswirkungen für die Patienten und die Gesellschaft verbunden. Mit Hilfe der funktionellen Bildgebung können neuartige Einblicke in die Funktionsstörung von Hirnarealen nach einem Schlaganfall gewonnen werden. Diese Erkenntnisse haben bereits jetzt die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden ermöglicht, welche Störungen in Hirnnetzwerken beheben und somit neurologische Ausfallserscheinungen von Schlaganfall-Patienten vermindern können. mehr

Jetzt, bald, immer: Zeitskalen frontaler Integration

2010 Schubotz, Ricarda I.
Kognitionsforschung
Antizipation – ob in Prognose oder Planung – geschieht auf unterschiedlichen Zeitskalen und wird uns auch ganz unterschiedlich stark bewusst. Neuere Befunde am MPI für neurologische Forschung sprechen für die Annahme, dass dem Frontalhirn eine zentrale Bedeutung für Antizipation im Allgemeinen zukommt. Studien legen insbesondere nahe, dass der Integration von einzelnen, einfachen in übergreifende, größere Zusammenhänge funktionell-anatomisch ein hierarchisches Organisationsprinzip zugrunde liegt. Dabei bleiben selbst sehr abstrakte Prognosen in „Tuchfühlung“ mit Regionen, die Erwartungen bei Bedarf auf Sekundenebene im Detail umsetzen. mehr

Irren ist menschlich – Fehlerverarbeitung und mehr

2009 Klein, Tilmann A.; Jocham, Gerhard; Ullsperger, Markus
Kognitionsforschung
Tagtäglich setzen Menschen in ihrem Verhalten Mechanismen der Handlungsüberwachung und Handlungskontrolle ein. In der Regel passiert dies unbemerkt und ohne großen Aufwand. Kommt es zu einer Ergebnisabweichung, das heißt, ist das Ergebnis einer Handlung anders als erwartet, so muss das Gehirn Mittel und Wege bereitstellen, diese Abweichung zu erkennen und sich entsprechend zu verhalten. Das Spektrum der möglichen Abweichungen ist dabei so vielfältig wie das menschliche Dasein; ähnlich komplex sind auch die Faktoren, die das Funktionieren der Handlungsüberwachung beeinflussen können. mehr
In experimentellen Schlaganfallmodellen werden häufig Depolarisationswellen beobachtet, die periodisch über die Hirnrinde wandern. Ihre Anzahl korreliert mit der Größe des resultierenden Hirninfarktes. Ähnliche Periinfarktdepolarisationen wurden erstmals auch bei Patienten nach ischämischem Schlaganfall nachgewiesen. Diese kreisen häufig mehrfach um entstehende Läsionen, woraus sich Periodizität und Ausmaß der progressiven Schädigung erklären. mehr
Morphometrie des Gehirns meint die quantitative Beschreibung globaler und regionaler Hirnstrukturen auf der Grundlage hochauflösender kernspintomographischer Bildgebung. Sie verspricht neue Ansätze zur Charakterisierung neurologischer und psychiatrischer Krankheitsbilder in großen Patientenkollektiven, die ehemals der post-mortem-Analyse vorbehalten waren. Mit diesem Bericht sollen die modernen Verfahren der digitalen Morphometrie vorgestellt werden. Weil mittels Kernspintomographie gemessene morphologische Veränderungen des Gehirns nicht ausschließlich mit der Pathomorphologie einer Erkrankung zusammenhängen müssen, wird zusätzlich die wichtige Rolle allgemeiner physiologischer Einflussfaktoren betrachtet. mehr
Die Forschungen der in vivo NMR-Gruppe konzentrieren sich auf das Regenerationspotenzial von Stammzellen nach Schlaganfall. Hierbei handelt es sich um eine Zellersatz-Therapie im Verlauf mehrerer Tage oder Wochen nach Eintreten des Krankheitsereignisses. Wichtige Voraussetzung für eine Therapiemaßnahme ist jedoch das Verständnis der Läsionsentwicklung im chronischen Krankheitsverlauf. Dabei spielt auch die inflammatorische Aktivität während dieses Zeitraums eine wichtige Rolle. Untersuchungen zur funktionellen Hirnaktivierung sollen zudem Aufschluss über das spontane sowie das therapeutisch induzierte Erholungspotenzial des Hirns nach Schlaganfall geben. Diese verschiedenen pathophysiologisch relevanten Phasen der Krankheitsentwicklung werden mithilfe der hochaufgelösten Kernspintomographie im Tierexperiment verfolgt und charakterisiert. Auf der Grundlage solcher Verlaufsuntersuchungen können die therapeutischen Ansätze der stammzellbasierten Regeneration auf ihre Wirksamkeit zuverlässig analysiert werden. Auf der methodischen Seite tragen – in internationalen Kooperationen – Entwicklung und Anwendung von intelligenten Kontrastmitteln sowie Erzeugung transgener Zelllinien, die ihr eigenes Kontrastmittel unter geeigneten Promotoren generieren, wesentlich dazu bei, die Nachweismöglichkeiten ( Abb. 1) funktioneller Eigenschaften implantierter Stammzellen in vivo mittels Hochfeld-Kernspintomographie deutlich zu verbessern. mehr

Molekulares Imaging von Gehirntumoren

2005 Jacobs, Andreas H.
Medizin
Molekulares Imaging ermöglicht eine nicht-invasive Darstellung der Dynamik krankheitsspezifischer molekularer Prozesse in vivo. Zusammenfassend lassen sich heute mit verschiedensten bildgebenden Verfahren wie Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) und optischen bildgebenden Verfahren unterschiedliche molekulare Prozesse darstellen, wie z.B. Genexpression, transkriptionelle Regulation und Signaltransduktion. Bei Gehirntumoren interessieren die Darstellung von endogener Genexpression als Marker für die Aktivität von Tumoren, von exogener Genexpression als Marker für die Effektivität gentherapeutischer Verfahren, sowie von Signaltransduktion und transkriptioneller Regulation als Grundlage für das Verständnis der Entstehung von Gliomen. Die herausragende Bedeutung hat die molekulare Bildgebung in der translationalen Forschung, in der neue Therapieansätze in die klinische Anwendung gebracht werden sollen. mehr

Frühdiagnostik neurodegenerativer Erkrankungen zur Bekämpfung der Demenz

2004 Herholz, Karl & Heiss. Wolf-Dieter
Medizin Neurobiologie
Die Vermeidung einer Demenz durch Frühdiagnostik neurodegenerativer Erkankungen, insbesondere des M. Alzheimer, mit der Möglichkeit einer effizienten Testung möglicherweise neuroprotektiv wirksamer Medikamente ist wegen der Verlängerung der Lebenserwartung in den Industrieländern von außerordentlicher Bedeutung. Bei nicht dementen Patienten mit leichten kognitiven Störungen gelingt es durch die Positronen-Emission-Tomographie (PET), eine Hochrisikogruppe von Patienten zu identifizieren, die mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit im Verlauf der nächsten 1-2 Jahre eine Demenz entwickeln werden. Mit dieser Technik ist es auch möglich, Tiermodelle neurodegenerativer Erkankungen durch unmittelbaren Vergleich mit der menschlichen Erkrankung zu validieren und spezifische therapeutische Ansatzpunkte zu prüfen. mehr