Was ist Neurogenese?
Neurogenese – das Entstehen neuer Gehirnzellen
Das menschliche Gehirn ist das komplexeste Organ, das jemals von der Natur erschaffen wurde. Mit 100 Milliarden Neuronen und einer noch größeren Anzahl an Verbindungsstellen übertrifft es die Leistungsfähigkeit jedes bisherigen Supercomputers. Würde man alle Nervenfasern und Axone eines menschlichen Gehirns aneinander reihen, ergäben diese eine Länge von 5,8 Millionen Kilometern, was wiederum einer 145-fachen Erdumrundung am Äquator entspräche! Eine der bedeutendsten Eigenschaften dieses Organs ist seine bemerkenswerte Fähigkeit zu lernen. Die Bildung von Neuronen bezeichnet man als Neurogenese.
Neurogenese ist für die Entwicklung des Gehirns unerlässlich.
Neurogenese ist ein faszinierender Prozess, bei dem neue Nervenzellen oder Neuronen im Gehirn gebildet werden. Dieser Prozess ist für die Entwicklung des Gehirns im Laufe des Lebens unerlässlich und spielt eine entscheidende Rolle für dessen Funktion und Anpassungsfähigkeit. Die Bedeutung der Neurogenese ist vielfältig. Sie ermöglicht die Bildung neuer Verbindungen zwischen Neuronen und ist für die Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion im Laufe des Lebens entscheidend. Neurogenese trägt zur Plastizität des Gehirns bei, d.h. zur Fähigkeit, sich an neue Situationen und Herausforderungen anzupassen. Sie spielt auch eine wichtige Rolle bei Lern- und Gedächtnisprozessen und wird mit der Stimmungsregulation in Verbindung gebracht. Es gibt sogar Hinweise darauf, dass ein Mangel an Neurogenese bei bestimmten psychischen Störungen, wie z. B. bei Depressionen, eine Rolle spielt.
Profileration, Migration und Differenzierung – Entwicklung von Neuronen ist ein mehrstufiger Prozess.
Die Neurogenese durchläuft verschiedene Stadien, um neue Neuronen zu bilden. Sie beginnt mit der Proliferation, bei der neurale Stammzellen und Vorläuferzellen im Gehirn geteilt werden, um eine größere Anzahl von Zellen zu erzeugen. Diese Zellen haben das Potenzial, sich in verschiedene Typen von Nervenzellen zu differenzieren, je nach den Bedürfnissen des Gehirns. Nach der Proliferation folgt die Migration, bei der die neu gebildeten Zellen zu ihren endgültigen Bestimmungsorten im Gehirn wandern. Während dieser Phase erhalten die Zellen Signale aus ihrer Umgebung, die ihnen helfen, den richtigen Weg zu finden und sich in die entsprechenden Gehirnregionen zu integrieren. Die Differenzierung ist der nächste Schritt, bei dem sich die Vorläuferzellen in reife Neuronen verwandeln. Diese Neuronen entwickeln spezifische Eigenschaften, wie die Bildung von Axonen und Dendriten, die für die Kommunikation zwischen den Zellen notwendig sind. Die Zellen schließen sich dann den neuronalen Schaltkreisen an und beginnen, synaptische Verbindungen mit anderen Neuronen herzustellen.
Synaptogenese: Neue Neuronen bilden funktionelle Synapsen zur Kommunikation.
Schließlich tritt die neu entstandene Zelle in die Phase der Synaptogenese ein, in der sie funktionelle Synapsen bildet, um mit anderen Zellen im Gehirn zu kommunizieren. In kurzen Worten bezeichnet Synaptogenese den Prozess der Bildung und Entwicklung von Synapsen zwischen Neuronen im Nervensystem. Synapsen sind die Verbindungsstellen, an denen Informationen von einem Neuron zum nächsten Neuron übertragen werden. Die Synaptogenese ist ein wesentlicher Schritt für die korrekte Funktion von neuronalen Schaltkreisen und spielt eine entscheidende Rolle bei Lern-, Gedächtnis- und Anpassungsprozessen im Gehirn.
Verschiedene Faktoren beeinflussen die funktionelle Neurogenese.
Die Anzahl der neu gebildeten Neuronen im Gehirn eines gesunden Menschen variiert und ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie Alter, Lebensstil und genetischen Faktoren. So kann beispielsweise regelmäßige körperliche Bewegung die Bildung neuer Neuronen fördern, während chronischer Stress oder Schlafmangel den Prozess der Neurogenese negativ beeinflussen können. Im Allgemeinen nimmt die Neurogenese im Laufe des Lebens ab.
Neurogenese bei an Alzheimer-Demenz erkrankten Patient:innen.
Auch bei Alzheimer-Patient:innen findet noch Neurogenese statt, allerdings sind die Muster und die Effizienz dieses Prozesses im Vergleich zu gesunden Menschen verändert. Studien haben gezeigt, dass die Neurogenese bei Alzheimer-Patienten beeinträchtigt sein kann. In einigen Fällen wurde eine verminderte Anzahl neuraler Stammzellen und Vorläuferzellen beobachtet, was zu einer reduzierten Bildung neuer Neuronen führen kann. Außerdem können diese neu gebildeten Neuronen Schwierigkeiten bei der Migration, Differenzierung und Integration in bestehende neuronale Netzwerke haben. Trotz der eingeschränkten Neurogenese bei Alzheimer-Patient:innen weisen einige Studien darauf hin, dass in bestimmten Gehirnarealen die verbliebenen neuralen Stammzellen und Vorläuferzellen eine gesteigerte Zellteilungsrate zeigen. Diese erhöhte Proliferation könnte eine Reaktion des Gehirns auf den fortschreitenden Zellverlust und die synaptischen Schäden sein, die durch die Alzheimer-Krankheit verursacht werden. Doch es ist davon auszugehen, dass die erhöhte Proliferation allein möglicherweise nicht ausreicht, um die negativen Auswirkungen der Krankheit vollständig zu kompensieren. In vielen Fällen sind die neu gebildeten Neuronen vermutlich nicht in der Lage, sich effektiv in bestehende neuronale Netzwerke zu integrieren, was ihre Funktionalität und mögliche therapeutische Wirkung einschränken könnte. Die Erforschung der Neurogenese bei Alzheimer-Patient:innen ist ein aktives Forschungsgebiet, das zum besseren Verständnis der Krankheitsmechanismen und zur Identifizierung möglicher therapeutischer Ansätze beitragen soll.