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Gehirn&GeistBasiswissen Teil 4

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Digitalpaket: Reihe Basiswissen

Gehirn&GeistBasiswissen Teil 4

Inhalte dieser Ausgabe

Kontaktstellen im Rampenlicht

06Kontaktstellen im Rampenlicht

Im menschlichen Gehirn kommunizieren rund 100 Milliarden Nervenzellen über schätzungsweise 100 Billionen Synapsen miteinander. Der Neurobiologe Nils Brose erläutert, wie die Signalübertragung an diesen entscheidenden Schaltstellen abläuft

Es geht auch ohne Chemie

11Es geht auch ohne Chemie

Werden alle Informationen zwischen Neuronen mittels chemischer Botenstoffe übertragen? Nein! Eine kleine Gruppe von Synapsen lässt Nerven direkt über elektrische Ströme kommunizieren

Zur Synapse, bitte!

16Zur Synapse, bitte!

Mit einer ausgeklügelten Technik konnten Forscher den Transportmechanismus entschlüsseln, über den Neurotransmitter zu ihrem Bestimmungsort in der Synapse gelangen

Giftige Geister

22Giftige Geister

Sie gelten als extrem toxisch: Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid und Schwefelwasserstoff. Umso erstaunlicher ist, dass der menschliche Körper diese Gase selbst produziert und sogar als universelle Botenmoleküle einsetzt – auch im Nervensystem

Per U-Boot ins Sperrgebiet

30Per U-Boot ins Sperrgebiet

Damit Gifte und Krankheitserreger nicht ins Gehirn gelangen, hat es die Natur mit einem Schutzschild ausgestattet. Um Wirkstoffe zu den grauen Zellen zu schleusen, tüfteln Forscher an immer neuen Techniken, die diese Barriere überwinden sollen

Hausmeister mit Lizenz zum Töten

38Hausmeister mit Lizenz zum Töten

Die Mikrogliazellen im Gehirn hatten lange einen schlechten Ruf: Sie seien schuld am Neuronensterben etwa bei der Alzheimerdemenz. Die Gliaforscher Uwe-Karsten Hanisch und Helmut Kettenmann treten nun zur Ehrenrettung an

Nachwuchsförderung im Gehirn

44Nachwuchsförderung im Gehirn

Benedikt Berninger und Magdalena Götz erforschen die Neubildung von Nervenzellen. Dank ihren Erkenntnissen könnte es eines Tages möglich sein, das Gehirn gezielt zur Regeneration anzuregen – und so Alzheimer und Parkinson zu heilen

Zellen, hört die Signale!

50Zellen, hört die Signale!

Neurotrophine lassen Nervenzellen sprießen. Ein potentielles Heilmittel bei Demenzerkrankungen?

Feinmechanik des Erinnerns

56Feinmechanik des Erinnerns

Lernen und Gedächtnis gründen auf der Verknüpfung von Neuronen über Synapsen. Die Neurobiologinnen Clara Eßmann und Amparo Acker-Palmer von der Universität Frankfurt untersuchen, wie spezielle Proteine dieses molekulare Stellwerk regeln

Der Dendriten-Kode

61Der Dendriten-Kode

Die Zellfortsätze eines Neurons bilden einzigartige Baumstrukturen. Welchen Prinzipien ihre Architektur gehorcht, erforscht der Biologe Hermann Cuntz mit einer einfachen Formel am Computer

Lernen verbindet

66Lernen verbindet

Sobald wir etwas Neues lernen, verändert sich unser Gehirn. Wie die Neurowissenschaftler Jan Scholz und Miriam Klein berichten, sind davon nicht nur die grauen Zellen der Großhirnrinde betroffen. Auch die darunterliegende "weiße Masse" erweist sich als äußerst wandlungsfähig

Wachstumskur für Nervenzellen

72Wachstumskur für Nervenzellen

Durchtrennte Nerven im Rückenmark von Querschnittsgelähmten wachsen nicht mehr zusammen, anders als etwa im Finger. Frank Bradke und sein Team am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried suchten nach den Ursachen der Wachstumsblockade

Liveschaltung zu den grauen Zellen

76Liveschaltung zu den grauen Zellen

Die neue Technik der Zwei-Photonen-Mikroskopie erlaubt eine detaillierte Abbildung der Nervenzellaktivität im lebenden Gewebe. Das gewährt Einblicke in die Mechanik des Geistes

Pfadfinder durch die weiße Substanz

80Pfadfinder durch die weiße Substanz

Die Diffusions-Tensor-Bildgebung macht den Verlauf von Nervenfasern im Gehirn sichtbar. Damit untersuchen Rainer Goebel und Jan Zimmermann von der Universität Maastricht, wie Hirnareale miteinander kommunizieren

Neurone in 3-D

86Neurone in 3-D

Um den Schaltplan von Neuronen zu entziffern, schneiden Forscher Nervengewebe in unzählige hauchdünne Scheiben und scannen sie mit dem Elektronenmikroskop. Diese Technik ermöglicht es, große Netzwerke detailgenau zu rekonstruieren

Kennen Sie schon …

Spezial Biologie - Medizin - Hirnforschung 1/2018

Spektrum der Wissenschaft – Spezial Biologie - Medizin - Hirnforschung 1/2018: Neue Fronten der Hirnforschung

Orientierung: Unsere inneren Landkarten • Plastizität: Lernen leicht gemacht, selbst im Schlaf • Darmflora: Ihr Einfluss auf das Gehirn

Das Konnektom

Spektrum Kompakt – Das Konnektom

Mit modernsten Methoden versuchen Forscher, den Schaltplan unseres Nervensystems, das Konnektom, aufzuschlüsseln. Dabei müssen sie auch Verfahren entwickeln, die riesigen Datenmengen sinnvoll zu bändigen.