Mehr als zwanzig Jahre lang sind Wissenschaftler auch der Frage nachgegangen, wie groß die Zahl elektrischer Synapsen im Gehirn von Wirbeltieren ist, und an welchen Stellen sie anzutreffen sind. Erstaunlicherweise sind sie im Gehirn von Nagern, die man als Labortiere nutzt, viel häufiger vorhanden, als ursprünglich vermutet. Sie treten an Neuronen zwar nicht so zahlreich auf wie die chemischen Synapsen, sind dafür aber in bestimmten Nervenzellansammlungen mit spezifischen Funktionen konzentriert.

Suche nach den elektrischen Synapsen im Labor © NeuroRubin

Man trifft sie hauptsächlich dort an, wo eine schnelle Erregungsleitung benötigt wird, weil die Aktivität von Nervenzellgruppen synchronisiert werden soll. So gibt es in der Hirnrinde ein System von Nervenzellen, das seine Aktivität offenbar über elektrische Synapsen synchronisieren kann, und das diesen Rhythmus an übergeordnete neuronale Netzwerke weiterleitet.

Seit langem ist bekannt, dass sich von der Hirnrinde rhythmische Aktivitäten ableiten lassen, die man als Oszillationen bezeichnet. Für die Entstehung dieser in ihrer Frequenz zum Teil variierenden Oszillationen werden unterschiedliche Mechanismen verantwortlich gemacht. Neueste Untersuchungen zeigen jedoch, dass offenbar für das Entstehen von Oszillationen in der Hirnrinde elektrische Synapsen mitverantwortlich sind. Sie synchronisieren jene Nervenzellen miteinander, die einen hemmenden Einfluss auf übergeordnete Neuronen ausüben.

In diesen übergeordneten aus so genannten Pyramidenzellen bestehenden Netzwerken vermutet man die Speicherorte für Erinnerungen sowie Regionen, in denen Wahrnehmungen verarbeitet und motorische Funktionen initiiert werden. Die hemmenden Nervenzellen können offenbar eintreffende Erregungen filtern, sie aufgrund ihrer Kopplung durch elektrische Synapsen in schnelle rhythmische Entladungen umwandeln und diese Rhythmen über größere Distanzen an die übergeordneten Neurone weiterleiten.