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Neurobiologie: Sein oder nicht sein

Täglich entstehen in unserem Denkorgan neue Nervenzellen. Doch die meisten davon sterben schon bald wieder ab. Warum? Forscher glauben: Diese Neurone sind für bestimmte Lernvorgänge wichtig - und überleben nur, wenn sie dabei so richtig gefordert werden.
Gehirn
Anfang der 1990er Jahre warteten Neurobiologen mit einer Sensation auf: Das bis dahin geltende Dogma, die Gehirne ausgewachsener Säugetiere könnten grundsätzlich keine neuen Nervenzellen mehr bilden, sei nicht mehr haltbar. Was war geschehen? Die amerikanische Neurowissenschaftlerin Elizabeth Gould an der New Yorker Rockefeller University hatte beobachtet, dass im erwachsenen Rattenhirn frische Neurone entstehen – und zwar im so genannten Hippocampus, der für Lernen und Gedächtnis zuständig ist. Bald darauf folgten entsprechende Berichte über andere Tiere, von Mäusen bis zu Krallenaffen.

1998 wiesen dann Neurobiologen in den USA und Schweden auch bei Menschen eine solche "adulte Neurogenese" im Gehirn nach (siehe Spektrum der Wissenschaft 7/1999, S. 32). Um die Nervenzellneubildung bei Nagetieren zu untersuchen, injizieren Forscher ihnen eine Substanz namens Bromdesoxyuridin (BrdU). Das Molekül markiert die Erbsubstanz sich teilender Zellen, wodurch sich die betreffenden Zellkerne im Mikroskop sichtbar machen lassen. Solche Untersuchungen brachten an den Tag, dass im Hippocampus einer Ratte täglich zwischen 5000 und 10 000 neue Nervenzellen entstehen. Wie viele Neurone sich pro Tag im menschlichen Gehirn neu bilden, ist noch unbekannt, denn BrdU kann Mutationen verursachen und eignet sich daher nicht für Experimente mit gesunden Menschen.

Dieser Nachschub erfolgt nicht automatisch und gleichmäßig, sondern hängt von verschiedenen Umweltfaktoren ab. Alkoholkonsum bremst beispielsweise die Produktion an Neuronen; Sport und andere körperliche Aktivitäten hingegen steigern sie. Ratten und Mäuse, die regelmäßig in einem Laufrad rennen, bilden bis zu doppelt so viele neue Zellen wie ihre Artgenossen, die ein beschaulicheres Leben führen. Sogar der Verzehr von Heidelbeeren scheint einigen Studien zufolge die Erneuerung im Rattenhippocampus zu fördern.

Allerdings: Ein Großteil des Nachwuchses stirbt binnen weniger Wochen ab. Weshalb treibt das Gehirn dann überhaupt den beträchtlichen Aufwand, neue Zellen herzustellen, wenn diese doch so rasch wieder verloren gehen? Unseren Experimenten mit Ratten nach zu schließen entstehen die Zellen einfach für den Fall, dass sie gebraucht werden. Werden die Tiere geistig gefordert…
August 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft August 2010

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