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Hirnforschung: Sind die "grauen Zellen" wirklich grau?

Die grauen Zellen anstrengen – das fällt den meisten vor dem ersten Kaffee besonders schwer. Doch warum bezeichnen wir unser Gehirn, oder besser gesagt: unsere Nervenzellen, als "graue Zellen"? Sind sie tatsächlich grau?
Historische GehirnanatomieLaden...

"Nein", sagt Wolfgang Feiden, Neuropathologe am MVZ für Histologie, Zytologie und Molekulare Diagnostik in Trier. Unter dem Mikroskop sieht man den Zellkörper der Nervenzelle, ihren einen langen Fortsatz und ihre zahlreichen kurzen Auswüchse. Etwas Graues aber sieht man nicht. "Die einzelne Nervenzelle hat keine Farbe", erklärt Feiden.

Die Bezeichnung "graue Zellen" kommt trotzdem nicht von ungefähr. Sie bezieht sich auf einen Bereich des Gehirns, in dem man massenhaft Nervenzellkörper findet und der im Fachjargon als "graue Substanz" bezeichnet wird. Er bildet die äußere Schicht des Groß- und Kleinhirns, auch Hirnrinde genannt. Man findet graue Substanz aber auch in einigen Regionen tief im Inneren des Hirns, wie beispielsweise in den Basalganglien. In allen diesen Bereichen sind die Zellkörper so dicht gepackt, dass sie mit dem bloßen Auge tatsächlich grau erscheinen.

Auch dass man zum scharfen Nachdenken seine "grauen Zellen anstrengen" muss, ist keine ganz verkehrte Vorstellung. Denn die Nervenzellkörper in der grauen Substanz sind maßgeblich an der Verarbeitung von Informationen beteiligt. Die "graue" Großhirnrinde ist für alle höheren Leistungen unseres Gehirns zuständig, wie etwa die Erinnerung an Vergangenes oder das Planen der Zukunft. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Personen mit besonders viel grauer Substanz in manchen Regionen eine höhere allgemeine Intelligenz aufweisen.

Weiß?

Im Gehirn gibt es neben der grauen noch die weiße Substanz. Dort liegen besonders viele Nervenfasern: die Zellfortsätze der Neurone. Über diese Leitungen senden die Zellen elektrische Signale an andere Zellen. Dazu sind die Leitungen, die Axone, von einer fettreichen, isolierenden Myelinschicht umgeben. Das lässt sie – und damit auch die weiße Substanz – in ihrer Farbe Weiß erscheinen. Oder jedenfalls beige.

Die Einteilung in graue und weiße Substanz nahmen schon die alten Anatomen vor, als sie das Gehirn von Verstorbenen mit bloßem Auge untersuchten. Wie sieht es aber mit dem Gehirn eines lebenden Menschen aus?

Doch rosa?

Könnte man einer lebenden Person durch den Schädel ins Gehirn blicken, sähe man eine eher beige-rosa Schicht, wie dieses Bild, das während einer Operation aufgenommen wurde, eindrücklich zeigt. Die rötliche Farbe kommt von den zahlreichen Blutgefäßen, die dafür sorgen, dass unser Denkorgan mit genügend Sauerstoff und Nährstoffen versorgt ist. Und an beidem hat ein arbeitendes Gehirn reichlich Bedarf.

"Während einer neurochirurgischen Operation sieht man aber auch den gräulichen Aspekt dieser Hirnbereiche, die sich etwas von der weißen Substanz abheben", sagt Marcus Mehlitz, Neurochirurg am Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Trier. Hinzu kommt der Durchblutungsgrad des Gehirns: je stärker durchblutet, umso stärker die rosa Farbe. Das Grau tritt besonders in Erscheinung, wenn das Blut länger nicht mehr zirkuliert, erläutert Feiden – wie beim Gehirn eines Verstorbenen. "Dazu muss das Gehirn nicht erst konserviert werden", ergänzt er.

Schwarz? Blau? Oder rot?

Das Gehirn ist aber auch schwarz, blau und rot. Zumindest kleine Teile davon. Ein bisschen.

Die schwarze Substanz, meist mit ihrem lateinischen Namen "Substantia nigra" bezeichnet, befindet sich im Mittelhirn. Und zwar dort, wo besonders viele Nervenzellen liegen, die Dopamin ausschütten. Aus einer Vorstufe des Dopamins entsteht auch der Stoff, der die dunkle Farbe verursacht – Neuromelanin. Dabei handelt es sich um ein vom Körper gebildetes natürliches Pigment. So wie Melanin Haut und Haare verdunkelt, färbt Neuromelanin das Gehirn. Aber nur dort, wo es in großen Mengen vorkommt. Im so genannten blauen Kern ist Neuromelanin nicht so stark angereichert. Dieser Bereich im Hirnstamm schimmert deshalb eher bläulich.

Der rote Kern liegt ganz in der Nähe der schwarzen Substanz. Die rote Farbe entsteht hier wegen des starken Eisengehalts. "Diese Nervenzellen brauchen für ihren speziellen Stoffwechsel nämlich eine größere Menge Eisen", sagt Feiden.

Das Gehirn hat also nicht nur eine Farbe. Sicher ist jedoch: Die einzelnen Nervenzellen – unsere grauen Zellen – sind nicht wirklich grau. Teile des Gehirns aber durchaus.

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