Neurologen, Biologen und medizinische Forscher sind seit Jahren darum bemüht, das Geheimnis des menschlichen Gehirns zu entschlüsseln. Komplexe Vorgänge, wie z.B. der Transport der Botenstoffe, der Aufbau und die Funktion der vielen kleinen Gehirnzellen, stehen dabei unter besonderer Beobachtung. Mit Hilfe der Mikroskopie ist es den Wissenschaftlern und Ärzten möglich, hochauflösende Bilder vom menschlichen Gehirn zu erhalten und können dadurch den Weg der Botenstoffe genau nachverfolgen.

Welche Mikroskope kommen für die Untersuchung des Gehirns zum Einsatz?

Für die nähere Betrachtung des menschlichen Gehirns gibt es zahlreiche Mikroskope, die in unterschiedlichen, medizinischen Abteilungen zum Einsatz kommen. Diese technischen Errungenschaften sind für die Forscher unverzichtbar:

Miniatur Mikroskopie:

Das Miniatur-Mikroskop erzeugt hochauflösende Bilder im Mikrometerbereich und kann einzelne Zellen sichtbar machen, die für das bloße Auge nicht zu erkennen sind. Dazu werden Leuchtfarbstoffe verwendet, die kleinste Veränderungen im Gehirn und auch die Botenstoffübertragung sichtbar machen.

Multiquanten-Mikroskopie:

Ärzte und Wissenschaftler setzen das Multiquanten-Mikroskop im streuenden Gewebe von Tumorzellen ein und können hochauflösende Bilder erzeugen. Um weit genug ins Gehirn eindringen zu können, kommt eine sensible Lasertechnologie zum Einsatz.

Elektronen-Mikroskopie:

Mit Hilfe der Elektronen-Mikroskopie messen die Ärzte feinste Gehirnfortsätze im Nanometerbereich und können neuronale Verbindungen ausfindig machen.

Doppelquanten-Mikroskopie:

Das Doppelquanten Mikroskop macht Kalziumsignale mit Hilfe fluoreszierenden Lichtreizen sichtbar. Kalziumsignale im Gehirn sind zum Beispiel abhängig von der Netzhautbewegung. In der Doppelquanten Mikroskopie können Bewegungsinformationen sichtbar gemacht werden.

Was sind Botenstoffe im Gehirn und welche Funktion haben sie?

Botenstoffe im Gehirn werden auch Neurotransmitter genannt. Das Gehirn produziert die Botenstoffe, die den Austausch und die Kommunikation zwischen der Gehirnnervenzellen ermöglichen. Zudem empfängt das Gehirn elektrische Impulse und Signale, die rasch von den unzähligen Nervenzellen verarbeitet werden müssen. Die Botenstoffe haften an einen Rezeptor an und geben die Information auf diese Weise weiter. Die Rezeptoren geben die Information an die Neuronen (Nervenzellen) weiter, die wiederum mit den Synapsen in Verbindung stehen. Patienten mit verminderter Botenstoffproduktion im Gehirn leiden unter motorischen und kognitiven Einschränkungen. Einfachste Gedankengänge und Bewegungen sind ohne Botenstoffe nicht möglich. Ist die Botenstoffproduktion gehemmt, können sich anfangs Konzentrationsstörungen, Müdigkeit, Stimmungsschwankungen und Antriebslosigkeit bemerkbar machen. Es gibt über 100 bekannte Neurotransmitter, wobei die wichtigsten Botenstoffe kurz aufgeführt werden:

 

 

Adrenalin

Das Hormon Adrenalin wird auch Epinephrin genannt und wird in der Nebennierenrinde produziert, wenn der Körper unter Stress steht. Adrenalin hat eine aufputschende Wirkung und steigert die Leistungsbereitschaft.

 Noradrenalin

Der Botenstoff ist für die Weitergabe wichtiger Signale an andere Zellen verantwortlich und wird vom Gehirn vermehrt freigesetzt, wenn der Mensch einer Stresssituation ausgesetzt ist.

 Serotonin

Serotonin ist der Botenstoff im Gehirn, der für die Glücksgefühle verantwortlich ist und verwandelt sich am Abend in den Botenstoff Serotonin, der das Müdigkeitsgefühl hervorruft.

GABA

Durch den Botenstoff Gamma-aminobutyric acid (GABA) kann sich der Mensch entspannen. Die Synapsen im Gehirn laufen auf Hochtouren, deshalb ist es wichtig, dass diese zur Ruhe kommen können. Wer zu wenig des GABA Botenstoffs hat, der leidet unter Gereiztheit, Schlafproblemen und hat ein hohes Stresslevel.

Dopamin

Der Botenstoff Dopamin ist für das Belohnungszentrum wichtig und besonders essenziell für die Antriebskraft, die Motivation und für die Freude am Leben. Menschen mit zu wenig Dopamin haben kaum Ehrgeiz, fühlen sich lustlos und können ein selbstzerstörerisches Verhalten an den Tag legen.

Fazit: Dank der Mikroskopie können winzige Nervenzellen, Verästelungen und Botenstofftransporte sichtbar werden
Dank der modernen Mikroskopie gibt es zahlreiche Möglichkeiten, die einen tiefen Einblick in den Aufbau, die Funktionsweise und die Prozesssteuerung im Gehirn liefern. Die Botenstofftransporte werden im Gehirn sichtbar gemacht, worauf der Mediziner eindeutige Diagnosen stellen kann.

 

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