Fragen zur Hirnforschung

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Fragen zur Hirnforschung
WIE FUNKTIONIERT DAS GEHIRN?
Das Gehirn besteht aus einem mehrschichtigen Gewebe von Nervenzellen (Neuronen) und weitaus mehr
Gliazellen, die das chemische Umfeld stabilisieren und die Neuronen regulieren und schützen.
Die oberste Schicht, die Hirnrinde, ist weniger als 2,5 cm dick, enthält jedoch 70 Prozent aller Neuronen. Der am
meisten entwickelte Teil des Gehirns ist aufgeteilt in Bereiche zuständig für spezielle Funktionen, wie sinnliche
Erlebnisse, Sprache, Erinnerung und Raumgefühl. Das Frontalhirn ist bei Menschen besonders ausgeprägt und
verantwortlich für Urteilsvermögen, Planung und Entscheidungen.
Unter der Hirnrinde befinden sich die für Bewegungen zuständigen Basalganglien, das für Emotionen verantwortliche limbische System, und der für Erinnerungen zuständige Hippocampus.
Der primitive Hirnstamm regelt die Balance, Koordination und lebenserhaltende Vorgänge wie Atmen und
Herzschläge.
Überall im Gehirn kommunizieren Neuronen über ineinander greifende Schaltkreise miteinander. Wenn ein
Neuron stimuliert wird, generiert es einen kleinen Stromimpuls, der eine Faser bzw. ein Axon hinunter geleitet
wird. Das Ende des Axons setzt Neurotransmitter frei — Chemikalien, die eine mikroskopische Kluft bzw. Synapse überqueren — um andere Neuronen in ihrer Nähe zu stimulieren.
Dieser Vorgang kann sich mehrere tausend Mal wiederholen, um einen Schaltkreis elektrischer Signale zu
erstellen, die Bewegungen, Emotionen, sinnliche Erlebnisse oder Gedanken zur Folge haben.
Ein Neuron kommuniziert in der Regel gleichzeitig mit vielen anderen Neuronen und überträgt Signale oder
auch nicht je nach der Anzahl der erhaltenen Signale. Die Kommunikation der Neuronen miteinander erstreckt
sich auf das ganze Gehirn und verbindet Bereiche und verschiedene Ebenen des Gehirns. Bündel von Axonen,
die so genannte „weiße Substanz“, übertragen genau wie Fernleitungen effizient Signale von einem Bereich
zum anderen.
In den letzten Jahren legten die Wissenschaftler den Schwerpunkt auf diese Konnektivität, um herauszufinden,
wie das Gehirn verdrahtet ist, und um die komplizierte Orchestrierung der inneren Aktivitäten zusammenzufügen, die unser Leben bestimmen. Dabei widmeten sie sich zum Beispiel der Frage, wie beim Lesen die Seh-,
Sprach-, Emotions- und Denkzentren integriert werden.
Die BRAIN-Initiative steckt sich mit einem projizierten Budget in Höhe von 4,5 Mrd. US-Dollar die folgenden
Ziele: die Kartierung des gesamten Gehirns, Neuron für Neuron, und Feststellung, welche Rolle diese Verbindungen bei Gesundheit und Krankheit spielen. Das Projekt ist als öffentlich-privates Unterfangen konzipiert, das
anfänglich staatlich finanziert wird.
Reproduziert mit Genehmigung der Dana Alliance for Brain Initiatives, www.dana.org