Elektrische Synapse © NeuroRubin

Viel zu lange unterschätzt rücken sie jetzt in den Blickpunkt der Forscher: Elektrische Synapsen. Sie leiten Signale blitzschnell durch die Nervenbahn und spielen damit eine wichtige Rolle bei einigen natürlichen und krankhaften Prozessen im Gehirn.

Das weitverbreitete Verständnis des Übertragungsmechanismus von elektrischen Impulsen in Nervenzellen schließt chemische Botenstoffe ein, die an bestimmten Kontakten, den Synapsen, abgegeben werden. Diese so genannten Neurotransmitter vermitteln das Signal an nachgeschaltete Nervenzellen weiter. Heute weiß man, dass zahlreiche solcher Botenstoffe existieren und für fundamentale Prozesse der Signalverarbeitung im Nervensystem verantwortlich sind.

Eine ganze Reihe von Erkrankungen des zentralen Nervensystems beruhen auf dem Verlust eines bestimmten Botenstoffes, zum Beispiel des Dopamins bei der Parkinson-Erkrankung. Die meisten Neuropharmaka wie Beruhigungsmittel und Antidepressiva greifen in den Stoffwechsel der Neurotransmitter ein, indem sie Veränderungen des Erregungszustandes in ganz bestimmten Hirnregionen dämpfen oder stimulieren. Die Möglichkeit in den Haushalt der Botenstoffe einzugreifen und über Störungen ihres Stoffwechsels neurologische und psychiatrische Erkrankungen erklären zu können, hat chemische Synapsen zu einem Schwerpunkt neurowissenschaftlicher Forschung werden lassen.

Erst in jüngster Zeit wird deutlich, dass alternativ zu den chemischen Synapsen Membrankontakte im Nervensystem existieren, die keine Botenstoffe benutzen, und an denen elektrische Impulse direkt übertragen werden: Der grundlegende physikalische Vorgang der Signalvermittlung zwischen Neuronen – die Änderung der Spannung an der Nervenzellmembran und der daraus resultierende Stromfluss an den Synapsen – kommt hier ohne die Helfershelfer Neurotransmitter aus.