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Freitag, 17.10.2008

Unterschätzter Kleber im Gehirn steuert Denken und Gefühle

Die Gliazellen sind mehr als nur Kittsubstanz und Versorger der Nervenzellen.

Von Ilka Lehnen-Beyel

Sie durchziehen das ganze Gehirn und leben in engster Nachbarschaft mit den Nervenzellen – die sogenannten Gliazellen. Trotzdem führten sie viele Jahre ein Schattendasein: Während die Neuronen zu Superstars wurden, denen die Hirnforscher das Verdienst für alles – vom Fühlen über das Denken bis zum Handeln – zuschrieben, galten die Gliazellen als reine Kittsubstanz, die die Nervenzellen zusammenhält, sie stützt und für deren Versorgung zuständig ist.

Eine andere Sprache

Doch so langsam treten die vermeintlichen Stützzellen aus dem Schatten ihrer Nachbarn. „Gliazellen sind keineswegs nur Statisten im Gehirn, sondern ganz zentrale Akteure“, betont Professor Christian Steinhäuser, Leiter des Instituts für Zelluläre Neurowissenschaften an der Universität Bonn im Magazin „Bild der Wissenschaft“. Er beschäftigt sich vor allem mit den Astrozyten, sternförmigen Hirnzellen, die mit einem Anteil von 80Prozent die häufigste Unterart der Gliazellen darstellen.

Dass deren entscheidende Rolle im Gehirn so lange übersehen wurde, liegt wohl nicht zuletzt an einer Art Übersetzungsproblem: Gliazellen sprechen nämlich sozusagen eine andere Sprache als Neuronen. Während Nervenzellen vor allem elektrische Impulse benutzen, kommunizieren Astrozyten ausschließlich über biochemische Signale, genauer gesagt, über Schwankungen der Konzentration an geladenen Kalziumteilchen in ihrem Inneren. Diese Veränderungen wandern wie bei einer La-Ola-Welle im Fußballstadion von Zelle zu Zelle und erreichen so auch Astrozyten, die sich in einem weit entfernten Teil des Glianetzwerks befinden.

Der Clou dabei: Die Gliazellen unterhalten sich nicht nur untereinander, sie übersetzen ihre Botschaften auch für die Nervenzellen. Steigt der Kalziumspiegel in einem Astrozyten an, setzt er den Botenstoff Glutamat frei, den auch die Nervenzellen für die Signalweiterleitung nutzen.

Dabei scheinen die Gliazellen zumindest manchmal sogar die Funktion eines Dirigenten zu erfüllen: „Sie hören den Neuronen nicht nur zu, sie sprechen auch mit ihnen und erteilen ihnen Anweisungen“, sagt der US-Hirnforscher Phil Haydon.

Was die Zellen sich genau mitzuteilen haben, ist bislang zwar noch unbekannt. Einem der Hauptzwecke des Palavers sind die Wissenschaftler jedoch bereits auf der Spur: Die Gliazellen scheinen dafür zu sorgen, dass ganze Gruppen von Nervenzellen ihre Aktivitäten gleichschalten und synchron Impulse abgeben – ein Verhalten, das Neurowissenschaftler geradezu elektrisiert. Denn die Synchronisierung von Nervenimpulsen gilt als Basis höherer kognitiver Leistungen wie Lernen, Erinnern und sogar des bewussten Denkens.

Einzelteile zusammenführen

Veranschaulichen lasse sich das zum Beispiel an jemandem, der im Restaurant eine Tasse Kaffee trinkt, schreibt „Bild der Wissenschaft“: Das Gefühl der glatten Tassenoberfläche, die dunkle Farbe des Heißgetränks, der Duft der Bohnen, der bittere Geschmack auf der Zunge – all diese Sinneseindrücke werden in unterschiedlichen Gehirnarealen registriert und verarbeitet. Um aber den Gesamteindruck „Kaffeegenuss“ entstehen zu lassen, müssen diese Einzelteile zusammengeführt werden. Das geschieht, indem die Neuronen in den beteiligten Bereichen – wahrscheinlich gesteuert von den Gliazellen – ihre Aktivität synchronisieren.

Haydon traut den Astrozyten sogar noch mehr zu: Er und andere Forscher vermuten, dass die Gliazellen mitentscheiden, wie intelligent ein Lebewesen ist. Denn je höher entwickelt ein Tier ist, desto mehr Astrozyten kommen auf eine Nervenzelle. ( ddp)