Mehr als 100 Milliarden Nervenzellen im menschlichen Gehirn sorgen dafür, dass wir denken, fühlen und handeln. Wie die Mitarbeiter eines großen Unternehmens sind sie in verschiedene Kompetenzbereiche eingeteilt; so ist jedes Neuron spezialisiert auf einen ganz bestimmten Teil der Signalverarbeitung und Verhaltenskoordination. Genau wie eine Firma kann auch das Gehirn nur funktionieren, wenn seine Informationsträger effizient miteinander kommunizieren. Doch wie kommt es dazu?
Nervenzellen übermitteln Signale in Form von elektrischen Impulsen, so genannten Aktionspotenzialen. Diese breiten sich entlang der schlauchförmigen Fortsätze der Zelle, den Axonen aus, an deren Enden kleine knopfartige Ausstülpungen sitzen – die Synapsen (siehe auch G&G 4/2010, S. 60). Über etwa 10 000 dieser winzigen Kontaktstellen ist jedes Neuron mit anderen Nervenzellen verbunden.
Es existieren zwei Typen von Synapsen, die sich nach der Art der Informationsübertragung unterscheiden: relativ selten vorkommende elektrische und weit häufigere chemische Synapsen. Bei der ersten Sorte wird das elektrische Signal über direkte Membrankontakte zwischen zwei Neuronen übertragen (siehe auch G&G 12/2005, S. 52). Sie vermitteln beispielsweise die elektrische Erregung unserer Herzmuskelzellen und ermöglichen damit die koordinierte Kontraktion des Herzens.
Die meisten Nervenzellen im menschlichen Körper verfügen jedoch über chemische Synapsen ...