Gehirn&Geist Basiswissen Teil 4
Neurone & Co.

Bausteine des Gehirns

Das Gehirn ist zweifellos das faszinierendste Organ, das unser Körper zu bieten hat. Es beherbergt ein gigantisches Netzwerk von Nervenzellen, die uns zu dem machen, was wir sind: denkende und fühlende Wesen. Nur das äußerst präzise Zusammenspiel seiner Bausteine erlaubt ihm, eine so komplexe Psyche wie die des Menschen zu formen. Doch wie kommunizieren Nervenzellen miteinander? Was lässt neue Synapsen sprießen? Und wie kann man neuronalen Netzwerken bei der Arbeit zusehen? Diese Fragen beantworten wir im vierten Teil unserer Heftserie "Basiswissen".
(9. Dezember 2011)

Weitere Informationen finden Sie im Editorial des Heftes.

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Inhaltsverzeichnis

Kontaktstellen im Rampenlicht

 
6
Im menschlichen Gehirn kommunizieren rund 100 Milliarden Nervenzellen über schätzungsweise 100 Billionen Synapsen miteinander. Der Neurobiologe Nils Brose erläutert, wie die Signalübertragung an diesen entscheidenden Schaltstellen abläuft

Es geht auch ohne Chemie

 
11
Werden alle Informationen zwischen Neuronen mittels chemischer Botenstoffe übertragen? Nein! Eine kleine Gruppe von Synapsen lässt Nerven direkt über elektrische Ströme kommunizieren

Zur Synapse, bitte!

 
16
Mit einer ausgeklügelten Technik konnten Forscher den Transportmechanismus entschlüsseln, über den Neurotransmitter zu ihrem Bestimmungsort in der Synapse gelangen

Giftige Geister

 
22
Sie gelten als extrem toxisch: Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid und Schwefelwasserstoff. Umso erstaunlicher ist, dass der menschliche Körper diese Gase selbst produziert und sogar als universelle Botenmoleküle einsetzt – auch im Nervensystem

Per U-Boot ins Sperrgebiet

 
30
Damit Gifte und Krankheitserreger nicht ins Gehirn gelangen, hat es die Natur mit einem Schutzschild ausgestattet. Um Wirkstoffe zu den grauen Zellen zu schleusen, tüfteln Forscher an immer neuen Techniken, die diese Barriere überwinden sollen

Hausmeister mit Lizenz zum Töten

 
38
Die Mikrogliazellen im Gehirn hatten lange einen schlechten Ruf: Sie seien schuld am Neuronensterben etwa bei der Alzheimerdemenz. Die Gliaforscher Uwe-Karsten Hanisch und Helmut Kettenmann treten nun zur Ehrenrettung an

Nachwuchsförderung im Gehirn

 
44
Benedikt Berninger und Magdalena Götz erforschen die Neubildung von Nervenzellen. Dank ihren Erkenntnissen könnte es eines Tages möglich sein, das Gehirn gezielt zur Regeneration anzuregen – und so Alzheimer und Parkinson zu heilen

Zellen, hört die Signale!

 
50
Neurotrophine lassen Nervenzellen sprießen. Ein potentielles Heilmittel bei Demenzerkrankungen?

Feinmechanik des Erinnerns

 
56
Lernen und Gedächtnis gründen auf der Verknüpfung von Neuronen über Synapsen. Die Neurobiologinnen Clara Eßmann und Amparo Acker-Palmer von der Universität Frankfurt untersuchen, wie spezielle Proteine dieses molekulare Stellwerk regeln

Der Dendriten-Kode

 
61
Die Zellfortsätze eines Neurons bilden einzigartige Baumstrukturen. Welchen Prinzipien ihre Architektur gehorcht, erforscht der Biologe Hermann Cuntz mit einer einfachen Formel am Computer

Lernen verbindet

 
66
Sobald wir etwas Neues lernen, verändert sich unser Gehirn. Wie die Neurowissenschaftler Jan Scholz und Miriam Klein berichten, sind davon nicht nur die grauen Zellen der Großhirnrinde betroffen. Auch die darunterliegende "weiße Masse" erweist sich als äußerst wandlungsfähig

Wachstumskur für Nervenzellen

 
72
Durchtrennte Nerven im Rückenmark von Querschnittsgelähmten wachsen nicht mehr zusammen, anders als etwa im Finger. Frank Bradke und sein Team am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried suchten nach den Ursachen der Wachstumsblockade

Liveschaltung zu den grauen Zellen

 
76
Die neue Technik der Zwei-Photonen-Mikroskopie erlaubt eine detaillierte Abbildung der Nervenzellaktivität im lebenden Gewebe. Das gewährt Einblicke in die Mechanik des Geistes

Pfadfinder durch die weiße Substanz

 
80
Die Diffusions-Tensor-Bildgebung macht den Verlauf von Nervenfasern im Gehirn sichtbar. Damit untersuchen Rainer Goebel und Jan Zimmermann von der Universität Maastricht, wie Hirnareale miteinander kommunizieren

Neurone in 3-D

 
86
Um den Schaltplan von Neuronen zu entziffern, schneiden Forscher Nervengewebe in unzählige hauchdünne Scheiben und scannen sie mit dem Elektronenmikroskop. Diese Technik ermöglicht es, große Netzwerke detailgenau zu rekonstruieren
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