Entschlüsselt: Was sind Neuronen? – Wissenschaftlicher Amerikaner

Neuronen sind die winzigen Verarbeitungseinheiten im menschlichen Gehirn und Nervensystem.

Unser Gehirn hat etwa 86 Milliarden Neuronen. Noch mehr werden im ganzen Körper verteilt und kommunizieren durch elektrische und chemische Signale durch unglaublich dünne Kabel.

Wann immer wir die Welt sehen, hören oder auf andere Weise wahrnehmen, senden Tausende von sensorischen Neuronen Signale an unser Rückenmark und unser Gehirn. Und dank anderer Neuronen sind wir in der Lage, diese Wahrnehmungen zu verstehen und entsprechend zu reagieren.

Wissenschaftler untersuchen das Gehirn seit Jahrtausenden. Tatsächlich ist das älteste bekannte wissenschaftliche Dokument ein 4000 Jahre alter anatomischer Bericht über Schädel-Hirn-Traumata.

Aber das Gehirn ist ein extrem schwer zu untersuchendes Organ. Selbst wenn Sie es schaffen, eine Gehirnprobe unter das Mikroskop zu bekommen, sehen Sie im Grunde nur ein wirres Zellnetz.

Im Jahr 1873 fand der italienische Arzt Camillo Golgi einen Weg, Gehirnschnitte zu färben, um das Gewebe viel detaillierter als je zuvor zu zeigen. Mit seiner Technik entdeckte ein spanischer Forscher namens Santiago Ramón ee ca-HAL, dass die Zellen zwar verbunden waren, aber dennoch individuelle Strukturen waren. Die als Neuronen bekannt wurden.

Durch die Zerlegung des Nervensystems in seine kleinsten Bestandteile legte Cajal den Grundstein für das nächste Jahrhundert der Neurowissenschaften. 1906 teilten er und Golgi den Nobelpreis.

Da Neuronen winzige Teile in einem riesigen System sind, liegt ihre Stärke in ihrer Fähigkeit, mit anderen Neuronen zu kommunizieren. Dies geschieht über kleine Lücken, die Synapsen genannt werden. Wenn Neuronen häufig kommunizieren, werden die Synapsen zwischen ihnen stärker, was es einfacher macht, zukünftige Signale zu senden.

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Das passiert ständig, im ganzen Gehirn. Und es erklärt, wie wir lernen und Erinnerungen bilden: Wir verdrahten unser Gehirn buchstäblich durch unsere Erfahrungen neu. Wir bezeichnen die grundlegende Fähigkeit des Gehirns, sich zu verändern, als „Neuroplastizität“.

Der Mensch besitzt die meisten unserer Neuronen von Geburt an. Neuronen beginnen als Stammzellen, bevor sie sich in verschiedene Hirnregionen bewegen, wo sie spezifische Rollen übernehmen. Zu Beginn unserer Entwicklung beschneidet das Gehirn überschüssige Neuronen und ihre Verbindungen und lässt diejenigen übrig, die stärker bleiben. Diejenigen, die übrig bleiben, werden zu einem Teil unseres Geruchssinns, andere zu unserer Fähigkeit zu gehen oder andere motorische Fähigkeiten auszuführen.

Im Gegensatz zu anderen Zellen im Körper, die sich in Intervallen regenerieren und dann absterben, halten die meisten Neuronen ein Leben lang.

Zumindest idealerweise. Menschen verlieren Neuronen in Hirnregionen, die sie nicht mehr verwenden. Wenn Sie beispielsweise Ihr Zuhause nie wieder verlassen, verlieren Sie wahrscheinlich Neuronen in der Gehirnregion, die an der räumlichen Navigation beteiligt sind.

Der Tod von Nervenzellen kann zum Verlust grundlegender Gehirnfunktionen und motorischer Fähigkeiten führen. Das passiert bei degenerativen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson, bei denen Neuronen nicht mehr richtig funktionieren und absterben. Es gibt einige Hinweise darauf, dass diese Krankheiten auf Proteinklumpen zurückzuführen sind, die das Gehirn verstopfen, aber Wissenschaftler arbeiten immer noch daran, genau herauszufinden, wie dies geschieht.

Dies kann für die Suche nach wirksamen Behandlungen unerlässlich sein, die bisher weitgehend schwer fassbar geblieben sind.

Neurologische Veränderungen sind nicht unbedingt dauerhaft. Neben der allgemeinen Neuroplastizität des Gehirns gibt es solide Beweise dafür, dass auch Erwachsene in der Lage sind, durch einen Prozess namens „Neurogenese“ neue Neuronen zu bilden.

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Forscher untersuchen immer noch, inwieweit die Neurogenese bei Erwachsenen stattfindet. Aber sie denken, dass es für eine gesunde Gehirnfunktion wichtig sein könnte.

Und weil Neuronen über elektrische Signale kommunizieren, können wir die Schaltkreise des Gehirns durch elektrische Stimulation direkt verändern. Wissenschaftler haben Wege gefunden, das Gehirn und das Rückenmark zu stimulieren, um die Funktion gelähmter Muskeln wiederherzustellen und chronische Schmerzen zu lindern.

Private Unternehmen versuchen ebenfalls, auf den Hype aufzuspringen und behaupten, dass ihre Gehirnstimulationsprodukte das Gedächtnis verbessern und den Erwerb von Fähigkeiten beschleunigen können. Aber die Forscher versuchen immer noch herauszufinden, welche Effekte real sind und welche ein Placebo sind. Und da das Zappen Ihres eigenen Gehirns ernsthafte Gesundheitsrisiken darstellen kann, ist es vielleicht das Beste, Ihre Neuronen vorerst auf die altmodische Weise zu trainieren.

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