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Sonntag, 23.07.2017
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Gehirn: “Sicherung” verhindert Übererregung

Neu entdeckter Mechanismus dämpft überaktive Gehirnzellen

Wie schafft es unser Gehirn, seine Aktivität so zu kontrollieren, dass die zahlreichen erregenden Signale nicht zu einem Amoklauf, zu einer Übererregung werden? Schwedische Wissenschaftler haben jetzt einen neuen Mechanismus entdeckt, der dazu beiträgt, eine Überaktivität, die beispielsweise zu epileptischen Anfällen führen kann, zu verhindern. Ihre Ergebnisse sind jetzt in der Zeitschrift „Nature“ erschienen.
Nervenzelle

Nervenzelle

Das menschliche Gehirn besteht aus mehr als hundert Millionen Nervenzellen, die durch zehn Milliarden Synapsen untereinander verbunden sind. Die Aktivität dieses komplexen Netzwerks wird durch eine dynamische Balance zwischen erregenden und hemmenden Signalen aufrechterhalten. Beide Signaltypen werden dabei durch jeweils einen eigenen Synapsentyp vermittelt. Obwohl dabei die erregenden Synapsen weit in der Überzahl sind, bleibt die Gehirnaktivität dennoch normalerweise im Gleichgewicht. Wenn nicht, können Krankheiten wie Epilepsie, Schizophrenie oder Angstzustände die Folge sein.

Wie das Gehirn jedoch seine Balance zwischen Erregung und Hemmung regelt, war bisher nur in Teilen aufgeklärt. Jetzt haben Forscher am Karolinska Institutet in Stockholm gemeinsam mit Schweizer Kollegen einen Mechanismus entdeckt, der erklären könnte, wie das Gehirn eine Überaktivität bei der häufigsten Sorte von Gehirnzellen in der Großhirnrinde, den Pyramidenzellen, vermeidet.

Sie fanden heraus, dass ein im Gehirn relativ seltener Typ von Nervenzellen, Martinotti-Zellen genannt, offensichtlich als eine Art Sicherung dient. Wenn eine dieser Zellen Signale oberhalb einer bestimmten Frequenz empfängt, reagiert sie, indem sie hemmende Signale aussendet. Diese wiederum dämpfen die Aktivität der umgebenden Pyramidenzellen.


Dieser Mechanismus könnte auch an der Auslösung von Epilepsien beteiligt sein: „Eine charakteristische Eigenschaft der Epilepsie ist die Hyperaktivität der Pyramidenzellen in der Gehirnrinde“, erklärt Gilad Silberberg, einer der an der Studie beteiligten Forscher. „Genau das verhindert dieser Mechanismus normalerweise. Es ist möglich, dass Epilepsie mit einem Defizit der Martinotti-Zellen oder aber auch einem Mangel an Aktivität dieser Zellen zusammenhängt.“ Ob dies tatsächlich der Fall ist, müssen allerdings weitere Studien erst noch belegen.
(Karolinska Institutet, 05.03.2007 - NPO)
 
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