Die Wirkungsweise der elektischen Synapsen ist vergleichbar einem Harmonium, das über die rhythmische Bedienung von Blasebälgen unterschiedliche Pfeifen ansteuert, die in ihrem Zusammenspiel einen Akkord und aus der Reihung von Akkorden Musik entstehen lassen. Die rhythmische Zufuhr von Luft ermöglicht es, über die gesamte Tastatur die spezifischen Pfeifentöne zu bedienen.

Lokalisierung eines Connexins (grün) im Hippokampus der Ratte © NeuroRubin

Wenn man das Bild des Harmoniums auf das Gehirn überträgt, so können über die schnelle Ausbreitung von rhythmischen Erregungen durch elektrische Synapsen fast gleichzeitig über die gesamte Tastatur des Gehirns Regionen mit unterschiedlichen Funktionen (Akkorden) angesteuert werden. Daraus formt sich dann wie eine Melodie oder ein ganzes symphonisches Werk ein komplexer Sinneseindruck.

Über solche Mechanismen erklären sich komplizierte Wahrnehmungsbilder, die unser Gehirn aus vielen gleichzeitig eintreffenden Detailinformationen zu einem Bild von der Welt verschmilzt. Elektrische Synapsen scheinen bei diesem Vorgang der sog. Koinzidenz-Detektion (Gleichzeitigkeit der Registrierung) eine wichtige Rolle zu spielen.

Das Auftreten von synchronen über elektrische Synapsen vermittelten Aktivitäten im Gehirn kann aber auch Krankheitsursachen haben. So wird zum Beispiel heftig diskutiert, ob elektrische Synapsen am Entstehen epileptischer Anfälle oder bei der Größenausdehnung eines Schlaganfalles beteiligt sind. Da epileptische Anfälle immer durch ein hohes Maß an synchroner Aktivität von Nervenzellen gekennzeichnet sind, deren Entladungen sich über weite Hirnareale ausbreiten, ist es naheliegend, dass die schnell leitenden elektrischen Synapsen hierbei eine Rolle spielen. Wir entwickeln und prüfen zur Zeit Substanzen, die eine Weiterleitung von elektrischen Impulsen an diesen Synapsen hemmen. Derartige Substanzen könnten einen neuen Ansatz bei der Behandlung von Epilepsien bieten.