Nachbarschaftshilfe für arbeitslose Nervenzellen

Foto: Hirn unterteilt in verschieden farbige Areale

Mit einer Farbkarte kann man die
Strukturen im Gehirn sichtbar ma-
chen; © MPI für Neurobiologie/Keck

Es ist ein Naturgesetz: Freie Flächen bleiben nicht lange frei. Sei es das Blumenbeet, das im Nu von Unkraut überwuchert ist, oder die freie Stelle im Terminkalender, die schnell gefüllt ist. Dies gilt auch im Gehirn: Nervenzellen, die keine Informationen mehr von ihren ursprünglichen Partnerzellen bekommen, werden von benachbarten Zellen in Beschlag genommen. So werden Ausfälle zum Teil kompensiert. Dass dies auch im erwachsenen Gehirn noch funktioniert, haben Wissenschaftler nun gezeigt.

Im menschlichen Gehirn sind rund hundert Milliarden Nervenzellen mit jeweils 10.000 bis 20.000 Kontakten mit ihren Nachbarzellen verbunden. Doch was passiert, wenn plötzlich Informationen aus einem Sinnesorgan fehlen? Das kann zum Beispiel geschehen, wenn ein Unfall Tastsinneszellen der Haut oder die Netzhaut des Auges beschädigt. In solchen Fällen erhalten die Nervenzellen im Gehirn, die für den beschädigten Bereich zuständig sind, keine Informationen mehr - sie sind arbeitslos.

Diese Zellen müssen deswegen aber nicht verkümmern. Denn auch im Gehirn gilt: Freie Kapazitäten werden nicht verschwendet. Die Forscher zeigten, dass nach einer kleinen punktförmigen Netzhaut-Läsion eine komplette "Neuverdrahtung" der zuvor für diesen Bereich zuständigen Nervenzellen stattfindet. Bereits nach wenigen Tagen bildeten die Nervenzellen, die nun keine Informationen mehr von "ihren" Netzhautzellen bekamen, dreimal so viele Fortsätze aus wie nicht-betroffene Nachbarzellen. Mit den Fortsätzen identifizieren Nervenzellen Nachbarzellen, die sich für eine Kontaktaufnahme zum Datenaustausch eignen.

Das Ergebnis dieser gesteigerten Aktivität nach knapp zwei Monaten: Die Nervenzellen hatten ihre vorherigen Kontakte, die durch die Läsion nutzlos geworden waren, nahezu vollständig durch neue Kontakte ersetzt. Durch diese massive Umstrukturierung der Zellkontakte konnten die zwischenzeitlich arbeitslos gewordenen Nervenzellen nun eingehende Signale aus anderen Netzhautbereichen verarbeiten. Die Anpassungsfähigkeit des erwachsenen Gehirns gibt neue Denkanstöße zur Regeneration bei Verletzungen der Sinnesorgane.

MEDICA.de; Quelle: Ruhr-Universität Bochum