Unsere Gehirnzellen
Grundlegende Fakten über das Gehirn sind ein wichtiger Bestandteil vieler psychologischer Einführungskurse, einschließlich Informationen über Gehirnzellen. So wird den Schülern (und der Öffentlichkeit) seit Jahren beigebracht, dass wir dank des Alterungsprozesses je älter wir werden, desto mehr Gehirnzellen verlieren.
Aber wie in einer neuen Rezension im Journal of Chemical Neuroanatomy von Christopher von Bartheld an der University of Nevada beschrieben, wurden viele etablierte Fakten über Gehirnzellen (wie die Idee, dass wir mit zunehmendem Alter viele von ihnen verlieren) durch moderne Techniken als Fehleinschätzungen dargestellt. Hier sind vier Mythen über Gehirnzellen und ein ungelöstes Problem. (1)
Hier sind 4 Mythen über unsere Gehirnzellen und ein ungelöstes Problem
Mythos 1: Signifikanter Verlust von Neuronen ist ein normaler Teil des Alterns
Studien zum Verlust von Gehirnzellen, die in den 1950er bis 1980er Jahren durchgeführt wurden, vor allem an tierischen Gehirnen, zeichneten ein entmutigendes Bild.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass wir im Erwachsenenalter etwa ein Prozent unserer Gehirnzellen pro Jahr verlieren, was bedeutet, dass das Gehirn älterer Menschen schätzungsweise zwischen 35 Prozent und 55 Prozent ihrer Spitzenleistung verloren hat.
Von Bartheld spekuliert sogar, dass dieses weit verbreitete Missverständnis in den 70er und 80er Jahren zu dem beobachteten Anstieg der Selbstmordgedanken bei älteren Menschen geführt haben könnte, “da der geistige Verfall zu den am meisten gefürchteten Störungen im hohen Lebensalter gehört”.
Tatsächlich ist inzwischen bekannt, dass diese frühen Schätzungen des altersbedingten Verlustes von Gehirnzellen durch ein Versagen bei der Anpassung an die mit dem Altern verbundene Hirnschrumpfung verzerrt wurden. Obwohl ältere Gehirne kleiner werden, behalten sie die meisten ihrer Neuronen.
Mit moderneren Techniken, die sich an die Schrumpfung anpassten, fanden Studien in den 90er und 2000er Jahren entweder keinen neuronalen Verlust oder einen minimalen Verlust mit dem Altern.
Kombiniert man die Daten aus all diesen verschiedenen Studien, so ist die beste Schätzung, dass das Altern nur zu einem Verlust von 2 bis 4 Prozent der Neuronen über die gesamte Lebensdauer führt.
“Es scheint inzwischen allgemein bekannt zu sein, dass die kortikalen Neuronenzahlen beim Menschen während des normalen Alterns sehr wenig abnehmen”, schreibt von Bartheld, “und der intellektuelle Rückgang mit dem Alter kann eher auf numerische Verringerungen relativ kleiner, spezifischer neuronaler Populationen oder Veränderungen in der Chemie oder Morphologie alternder Neuronen zurückzuführen sein.”
Mythos 2: Gliazellen sind reine “Haushaltszellen”
Zellen im Gehirn können grob in Neuronen und Gliazellen unterteilt werden. Bis vor kurzem lag der Schwerpunkt der Forschung und des Interesses auf Neuronen, wobei Gliazellen entweder ignoriert wurden oder als eine Art Nebenrolle oder Haushaltsfunktion für die Neuronen angesehen wurden.
Inzwischen ist jedoch bekannt, dass einige Gliazellen (insbesondere Astrozyten) eine direkte Rolle bei der Informationsverarbeitung im Gehirn spielen, weil sie die Signalübertragung zwischen Neuronen beeinflussen können.
Sie scheinen sogar eine architektonische Rolle in neuronalen Netzen zu spielen und helfen, Synapsen (die Kommunikationspunkte) zwischen Neuronen zu erzeugen und zu beseitigen.
Darauf aufbauend sagt Maiken Nedergaard, ein wichtiger Forscher auf diesem Gebiet, dass wir Gliazellen nicht als Diener von Neuronen, sondern als ihre Eltern sehen sollten.
Mythos 3: Gliazellen übertreffen die Anzahl der Neuronen 10 zu 1
Da Gliazellen unglaublich wichtig sind, einschließlich der Beteiligung an der kognitiven Funktion, ist es ziemlich beunruhigend, dass wir viele Jahrzehnte lang gemeinsam ein völliges Missverständnis darüber hatten, wie viele dieser Zellen es gibt.
Die gängige Schätzung, die als “Allgemeinwissen” gilt, war, dass es etwa zehnmal so viele von ihnen gibt wie Neuronen.
Ein Teil des Grundes für die Beharrlichkeit dieses wilden Irrglaubens war, dass sie in zahlreichen Ausgaben der “Bible of Neuroscience”, Nobelpreisträger Eric Kandel’s Principles of Neural Science, mit Autorität zitiert wurde. (2)
Von Bartheld sagt, dass der Mythos aus Studien in den 1960er Jahren stammt, die sich auf die Zellzahl in Teilen des Hirnstamms konzentrierten, wo die Gliazellen die Anzahl der Neuronen dramatisch übertreffen.
Gegenbeweise wurden bis in die 2000er Jahre hinein weitgehend übersehen, als eine neue Technik zum Zählen von Zellen entwickelt wurde – die isotrope Fraktionierung -, die das gesamte Gehirn effektiv in einen suppenartigen Zustand versetzt, der eine einfache und genaue Zählung verschiedener Zelltypen im gesamten Gehirn ermöglicht.
Die Pionierarbeit der brasilianischen Neurowissenschaftlerin Suzana Herculano-Houzel mit dieser Technik hat ergeben, dass es etwa gleich viele Gliazellen und Neuronen gibt.
“Die Vorstellung, dass Gliazellen nicht häufiger vorkommen als Neuronen im menschlichen Gehirn, setzt sich nun zunehmend im Feld durch”, schreibt von Bartheld.
Mythos 4: Alkoholmissbrauch verursacht einen massiven Verlust von Gehirnzellen
Nicht falsch verstehen, der Alkoholmissbrauch ist eindeutig schädlich für die Gesundheit im Allgemeinen und für unser Gehirn im Besonderen.
Ein weiteres Missverständnis im Zusammenhang mit Gehirnzellen war jedoch, dass sie zumindest in den 1970er und 1980er Jahren durch übermäßigen Alkoholkonsum buchstäblich im ganzen Gehirn zerstört wurden.
Von Bartheld sagt, dass diese Idee aus Tierversuchen stammt, die zeigten, dass die Exposition gegenüber Alkohol tatsächlich zu einem erheblichen, weit verbreiteten Verlust von Neuronen oder Gliazellen führte.
Nach heutigem Verständnis schadet der Alkoholmissbrauch beim Menschen vor allem der Fettisolierung (die “weiße Substanz”), die die Axone der Neuronen umgibt, was die Funktion beeinträchtigt, aber nicht zum Zelltod führt.
Ein gewisser neuronaler Verlust kann jedoch in besonders anfälligen Regionen auftreten, vor allem im frontalen Kortex.
“Dieses verfeinerte Konzept regionaler, begrenzter Verluste gibt ehemaligen und genesenden Alkoholikern mehr Hoffnung”, schreibt von Bartheld, “denn axonale (weiße Substanz) und Myelinverlustdefizite können möglicherweise reversibel sein, während tote Neuronen im zentralen Nervensystem im Allgemeinen nicht ersetzt werden können.”
Was den mäßigen Alkoholkonsum betrifft, so erklären verschiedene Autoritäten, dass dadurch Ihre Gehirnzellen nicht getötet werden.
Ungelöstes Problem: Männer haben im Durchschnitt mehr Neuronen als Frauen
Es ist eine Tatsache, dass das Gehirn von Männern im Durchschnitt größer ist als das von Frauen, aber bedeutet das auch, dass man mehr Gehirnzellen hat? Nicht unbedingt, weil es möglich ist, dass die Zellen dichter in das weibliche Gehirn gepackt sind.
Basierend auf einer Kombination von Daten aus vier großen Studien, die in den 90er und 2000er Jahren veröffentlicht wurden und die zusammen 80 männliche Gehirne und 73 weibliche Gehirne umfassen, schätzt von Bartheld, dass Männer durchschnittlich 16 Prozent mehr Neuronen als Frauen haben (“23,7 Milliarden kortikale Neuronen bei Männern vs. 19,8 Milliarden kortikale Neuronen bei Frauen”).
Angesichts fehlender Studien mit der modernen isotropen Fraktionierungstechnik und unter Berücksichtigung der “erheblichen Variabilität zwischen den Individuen” sagt von Bartheld jedoch, dass es zwar wahrscheinlich ist, dass Männer im Durchschnitt eine größere Anzahl von Neuronen haben, dies aber noch nicht “endgültig nachgewiesen” ist.
Es lohnt sich vielleicht auch hinzuzufügen, dass mehr Neuronen nicht mit mehr Intelligenz gleichzusetzen sind (und dass der durchschnittliche IQ über beide Geschlechter hinweg praktisch identisch ist).
“Es ist möglich”, sagt von Bartheld, “dass anstelle der Neuronenzahl die Anzahl der Synapsen und/oder Schaltkreise der entscheidende Parameter für die Intelligenz ist.”
Wir sollten mehr hinterfragen
Wenn es um die Erforschung der grundlegenden zellulären Zusammensetzung des menschlichen Gehirns geht, sagt von Bartheld, dann muss man “wachsam sein”, wenn es um Annahmen geht, die als selbstverständlich angesehen werden, wie die Tatsache zeigt, dass “Lehrbuchwissen” möglicherweise nicht korrekt ist.
Auf dem Gebiet der Gehirnzellen fügt von Bartheld hinzu, ist es wichtig, “einen offenen Geist zu bewahren und neugierig und kreativ zu sein, um Wahrheiten von Mythen zu trennen” – weise Worte, die auf jede Form der wissenschaftlichen Entdeckung angewandt werden können.
