die Kommunikation von Nervenzellen
Das menschliche Gehirn ist zweifellos das beeindruckenste Organ, was die Evolution bis jetzt hervorgebracht hat. Obwohl es äußerlich nicht sonderlich attraktiv erscheint, arbeitet im Inneren ein gigantisches Netzwerk aus Nervenzellen, die dafür sorgen, dass menschliche Intelligenz bis heute einzigartig im gesamten Tierreich (FAQ) ist.
Rund 100 Millionen Nervenzellen kommunizieren über ungefähr 100 Billionen Kontakte im menschlichen Gehirn miteinander – die benötigten Kontaktstellen einer Nervenzelle werden Synapsen genannt.
Kommunikationsformen
Nervenzellen haben zwei Möglichkeiten zur Verfügung, um miteinander in Kontakt treten zu können.
Kommunikationsart | Merkmale | Vorteile |
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chemische Kommunikation |
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elektrische Kommunikation |
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die chemische Kommunikation
Diese Form der Kommunikation ist bei einem erwachsenen Menschen die hauptsächliche Übertragungsart zwischen Nervenzellen, die sich nicht im direkten Kontakt befinden. Es muss erst ein Spalt zwischen ihnen überwunden werden, der bei Aktivierung mit Molekülen gefüllt wird.
In den Molekülen werden dann Botenstoffe übertragen, die dafür sorgen, dass Nervenzellen eine Art Autobahn bilden, um die aufgefangenen Signale schnell weiterleiten zu können.
Erstaunlicherweise kann die Bereitstellung neuer Botenstoffe mehrere Minuten dauern, allerdings verfügt eine Synapse (Schnittstelle zwischen Nervenzellen) über viele botenstoffbildende Anteile, sodass die Produktion bis zu einer bestimmten Belastungsgrenze gewährleistet werden kann.
Synapsen können nicht unendlich viele Signale von einer Nervenzelle zur anderen übertragen. Bei zu hoher Belastung können nicht mehr ausreichend Proteine zur Übertragung von Botenstoffen produziert werden und die Synapse versagt! Allerdings kommen Störungen auch durch Fehlbildung von Proteinen oder durch genbedingte Veränderungen (Mutationen) zustande.
die elektrische Kommunikation
Nicht alle Nervenzellen sind auf chemische Botenstoffe zur Signalübertragung angewiesen. Manche verfügen über Synapsen (Schnittstellen), die einen elektrischen Impuls direkt von Nervenzelle zu Nervenzelle übertragen können. Diese Übertragungsform ist damit gegenüber der chemischen zeitlich deutlich im Vorteil und wird immer dann eingesetzt, wenn es gilt Informationen besonders schnell zu übertragen.
- in Gefahrensituationen (Verbrennungen, Kälte abwehren, sich auf eine Flucht vorbereiten, etc.)
Nicht nur der Mensch verfügt über diese Kommunikationsmöglichkeit, beispielsweise sind sie auch in Garnelen vorhanden, die in Sekundenbruchteilen ihre potientielle Nahrung greifen können. Auch ein Kugelfisch kann sich auf diese Weise blitzschnell aus dem Staub machen.
Nahezu jedes Tier (FAQ) ist direkt nach der Geburt mit einer elektrischen Kommunikation der Nervenzellen ausgestattet, erst nach und nach bilden sie sich zurück und überlassen das Feld (Gehirn), zum größten Teil – aber nicht völlig, der chemischen Kommunikationsweise.
Der elektrische Informationsaustausch unter Nervenzellen ist ein uraltes Prinzip der Zellkommunikation und findet sich deswegen sogar in einfachen Einzellern wie Schwämmen und Manteltieren wieder. Auch wenn hierbei die Datenübertragung schnell und direkt vollzogen wird, benötigen gerade hochentwickelte Säugetiergehirne, wie das des Menschen, den chemischen Übertragensweg.
der Zusammenhang zwischen Krankheiten und gestörten Nervenzellen
Vor 100terten Jahren glaubte der Mensch noch, von Dämonen oder dem Teufel besessen zu sein, wenn sich schizophrene Krankheiten, Parkinson oder Epilepsie herausbildeten. Heute weis man, dass Störungen und oder Mutationen bei der Signalübertragung die Ursachen sind.
Erstaunliches!
Selbst im menschlichen Gehirn, das präzise sehr komplexe Aufgaben lösen und ausführen kann, haben Wissenschaftler entdeckt, dass die Übertragung in chemische Botenstoffe und wieder zurück zum elektrischen Impuls alles andere als koordiniert abläuft.
Es scheint rein zufällig, wenn sich Transportmittel an den Schnittstellen der Nervenzellen auf den Weg machen, um chemische Botenstoffe übertragen zu können.
Damit ist deutlich, dass nur die Übergabe der Information selbst kontrolliert wird und da eine Nervenzelle über ca. 10.000 Synapsen (Schnittstellen) verfügt, sind immer genug Transportmittel genau an der richtigen Position, damit der Informationsfluss nicht zum erliegen kommen muss.
lebenswichtige Gifte!
Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid und Schwefelwasserstoff gehören zu den giftigsten Substanzen auf der Erde und trotzdem kontrollieren sie wichtige Stoffwechselprozesse in Zellen und Organen des menschlichen Körpers und übernehmen sogar im Gehirn wichtige Funktionen.
In der richtigen Dosierung (das Gift wird vom Organismus selbst produziert) bildet es die Grundlage von Lern- und Gedächnisvorgängen oder kann eindringende Organismen und Parasiten – sogar Tumorzellen abwehren. Bei Überproduktion der Giftstoffe (gesunde Zellen werden geschädigt) kann es zu Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes oder Schlaganfällen, Migräne, Epilepsie und sogar Alzheimer kommen.
Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass Schwefelwassertoff kognitive Funktionen dauerhaft beeinträchtigen kann. Je weniger also ein Mensch davon im Gehirn produziert, desto hörer wird sein IQ sein. Fehlt das Gift jedoch völlig, kann der Körper den Blutdruck nicht mehr ausreichend kontrollieren und auch keinen Schmerz mehr wahrnehmen.
Bildquelle: Titelbild: Dieter Schütz / pixelio.de; Gehirnbaum: Gerd Altmann / pixelio.de