Magnetresonanztomographie: 50 Bilder pro Sekunde erlauben neue Einblicke

Live aus dem Hühnerei

Dr. Roland Tammer, Dr. Shuo Zhang, Siegfried Machemehl, Arun Joseph (v. links) mit dem vor Wochen im MRT geschlüpften Hahn und der für den Scan konstruierten Brutvorrichtung Bild: © Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie
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Forscher haben erstmals ein schlüpfendes Hühnerküken mittels Magnetresonanz-Tomographie (MRT) in Echtzeit gefilmt. Die täglichen Entwicklungsstufen des Hühnerembryos sichtbar zu machen, war ein Ziel. Es gibt auch Perspektiven für die Klinik.

Erstmals ist es Wissenschaftlern der Biomedizinischen NMR Forschungs GmbH in Göttingen gelungen, mittels MRT die natürliche Entwicklung eines Hühnerembryos bis zum Schlüpfen in Echtzeit zu filmen. Dafür scannten die Forscher befruchtete Eier mit einem klinischen MRT-Gerät und einer weltweit einzigartigen Aufnahmetechnik in einer Geschwindigkeit von zwölf Bildern pro Sekunde.

Die Hühnereier der Marans-Rasse stellte der Vorsitzende des Rassegeflügelzuchtvereins Göttingen-Grone, Siegfried Machemehl, zur Verfügung. „Die rund 65 Gramm schweren Eier waren für uns ein echter Glücksfall. Denn je größer die Eier, desto detailreichere Bilder können wir aufnehmen“, erklärt Projektleiter Roland Tammer. Die zu Beginn der Forschung zehn Tage bebrüteten Hühnereier kamen in einen regulären Brutkasten mit 37,5 Grad Celsius und 70 bis 90 % Luftfeuchtigkeit.
Jeden Tag zur gleichen Zeit entnahmen die Forscher Shuo Zhang und Arun Joseph eines der Eier und justierten es zwischen einer Magnetspule, mit der sonst menschliche Kiefergelenke untersucht werden. Eine selbst konstruierte Bruthöhle aus einer Brötchentüte, die belüftet und gewärmt wurde, hielt die Brutbedingungen auch während des folgenden Scans in der großen Human-MRT-Röhre aufrecht.
„Entscheidend war für uns, die natürliche Dynamik des Hühnerembryos zu beobachten“, erklärt Tammer. Mit Schichtaufnahmen längs durch den Körper betrachteten die Wissenschaftler ab dem 20. Entwicklungstag aus verschiedenen Blickrichtungen die Körperhaltung, die Lage der Gliedmaßen und der inneren Organe. Neben der detaillierten Beobachtung der Embryonalentwicklung von Tag zu Tag lag das vorrangige Forschungsinteresse speziell darauf, die Dynamik des Schlupfprozesses zu dokumentieren.
Die Wissenschaftler nutzten dazu das neue Bildgebungsverfahren Flash2, das im Jahr 2010 von dem Team um Jens Frahm, Leiter der Biomedizinischen NMR Forschungs GmbH, entwickelt wurde. Es ermöglicht durch ein raffiniertes mathematisches Rekonstruktionsprinzip extrem schnelle Aufnahmezeiten von bis zu 50 Einzelbildern pro Sekunde. Anders als Röntgenuntersuchungen ist Flash2 – wie alle anderen MRT-Anwendungen – völlig unschädlich für den untersuchten Organismus. „Dieses Verfahren verheißt in Zukunft neue Wege für eine ganze Reihe von möglichen medizinischen Anwendungen. Ein Beispiel sind diagnostische Eingriffe oder Operationen unter gleichzeitiger MRT-Kontrolle“, fasst der Projektleiter zusammen.
Weitere Informationen: Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts mit Videos
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