Skip to main content
Gehirn: mehr Rechenpower und Speicherplatz als vermutet
Foto: sutadimages/shutterstock

Gehirn: mehr Rechenpower und Speicherplatz als vermutet

Nervenzellen kommunizieren miteinander via Synapsen. Deren Leistung dürfte viel höher sein, als bisher vermutet, wie Neurowissenschaftler zeigen. Die Signalübertragung ist dabei umso stärker, je grösser eine Synapse ist. „Mit dieser Erkenntnis schließen wir eine zentrale Wissenslücke der Neurobiologie“, so Kevan Martin von der Universität Zürich: „zudem ist dieses Wissen entscheidend, um zu verstehen, wie Informationen durch die Schaltpläne des Gehirns fließen und somit unser Gehirn funktioniert.“

Um die Synapsenströme zwischen Nervenzellen zu messen, fertigten sie hauchdünne Schnitte eines Mausgehirns an und führten unter dem Mikroskop feine Glaselektroden in zwei benachbarte Nervenzellen der Großhirnrinde ein. Damit konnten sie eine der beiden Nervenzellen künstlich aktivieren und gleichzeitig die Stärke des resultierenden Synapsenstroms in der anderen Zelle messen. Zudem injizierten sie einen Farbstoff, um die verästelten Zellfortsätze im Lichtmikroskop dreidimensional rekonstruieren zu können.

„Damit können nun die Schaltkreise der Großhirnrinde mithilfe von Elektronenmikroskopie exakt kartografiert und deren Informationsfluss am Computer simuliert und interpretiert werden,“ erklärt Gregor Schuhknecht, ETH Zürich: „diese Arbeiten ermöglichen ein besseres Verständnis, wie das Hirn normalerweise funktioniert, und wie «Verdrahtungsdefekte» zu neurologischen Entwicklungsstörungen führen können.“

Mithilfe von mathematischen Analysen konnten die Forschenden auch zeigen, dass Synapsen komplexer sind als bisher angenommen. Sie können nicht nur ein einziges Vesikel mit Botenstoffen aussenden, wie bisher angenommen, sondern mehrere Vesikel an verschiedenen Stellen gleichzeitig. Damit lässt sich auch ihre Signalstärke dynamischer regulieren als bisher gedacht.

Referenzen:
ETH, Universität Zürich; Harvard University
Structure and function of a neocortical synapse; Nature 13.1.2021; https://www.nature.com/articles/s41586-020-03134-2

  • Autor

    Dr. Rosalia Rutter

    Medizinjournalistin

    Dr. Rosalia Rutter ist eine freie Medizinjournalistin mit einem Studium der Ernährungswissenschaften und Biochemie an der Universität Wien. Sie verfügt über langjährige Expertise im Verfassen medizinischer Inhalte.

Zum Artikel: Frau mit Smarwatch und Messdaten

Smartwatch, Puls und Herzgesundheit: Was die Werte wirklich bedeuten

Smartwatches sind längst mehr als Fitness-Gadgets. Diese sogenannten Wearables begleiten viele Menschen durch den gesamten Alltag und erfassen fortlaufend Daten. Was ihnen jedoch fehlt, ist der Kontext. Dieser Artikel erklärt, wie solche Werte entstehen, warum sie oft falsch interpretiert werden und wie man sie richtig einordnet

Zum Artikel: Frau mit Petechien auf dem Oberschenkel

Thrombozytopenie: Ursachen, Symptome und wann es gefährlich wird 

Von einer Thrombozytopenie sprechen Ärzt:innen, wenn die Zahl der Thrombozyten im Blut zu niedrig ist. Dieser Artikel erklärt, ab wann Thrombozytenwerte als zu niedrig gelten, welche Ursachen möglich sind und wann eine eine ärztliche Abklärung sinnvoll ist.

Zum Artikel: Blutproben in einem Labor

Thrombozytose: Ursachen, Symptome und Behandlung

Von einer Thrombozytose sprechen Ärzt:innen, wenn die Zahl der Thrombozyten im Blut zu hoch ist. Ein erhöhter Wert ist aber nicht automatisch gefährlich. Dieser Artikel erklärt, ab wann Thrombozytenwerte als zu hoch gelten, welche Ursachen möglich sind und wann eine ärztliche Abklärung sinnvoll ist.

Zum Artikel: Frau nach dem Blutspenden / Thrombozyten

Thrombozyten: Funktion, Normalwerte und was Abweichungen bedeuten

Ein auffälliger Thrombozytenwert ist zunächst ein Hinweis, keine Diagnose. Ob er medizinisch bedeutsam ist, hängt davon ab, wie stark der Wert verändert ist, ob Beschwerden bestehen und ob auch andere Blutwerte auffällig sind. Dieser Artikel erklärt welche Aufgabe Thrombozyten im Körper haben und welche Werte als normal gelten.