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Neuronen

Warum sie besser und länger leben können

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Was sind Neuronen? Das sind winzige Zellen, die an den Funktionen des Nervensystems teilhaben. Im Gehirn befinden sich Millionen von Neuronen: Wissenschaftler gehen davon aus, dass bei der Geburt rund 80 Millionen vorhanden sind. Mit zunehmendem Alter nimmt die Zahl der Nervenzellen jedoch ab. Im Alter von 80 Jahren liegt der Verlust bei rund 30 %. Im Laufe des Tages werden Neuronen kontinuierlich zerstört und neu gebildet. Während des Regenerationsprozesses der Nervenzellen werden neue Verbindungen hergestellt, was auch alsNeurogenese bezeichnet wird. Dieser Prozess ermöglicht es, während des ganzen Lebens neue Neuronen zu bilden.

Wir führen täglich viele Dinge aus, die zu einem neuronalen Verfall führen und kognitive Verluste zur Folge haben. Dazu gehören Gewohnheiten wie alkoholische Getränke, Rauchen, falsche Ernährung, unzureichender Schlaf oder Anspannungen und Stress, die bewirken, dass die Anzahl an Nervenzellen schneller abnimmt. CogniFit hilft dir, Neuronen zu regenerieren und neue Verbindungen aufzubauen, indem du deine kognitiven Fähigkeiten trainierst.

Viele kennen den Satz "Wer rastet, der rostet" meist im Zusammenhang mit körperlichen Übungen. Doch im Falle der Neuronen gilt dasselbe Prinzip. Im Folgenden findest du verschiedene Gründe, warum es notwendig ist, die Gehirnzellen aktiv zu halten.

  • Aktive Gehirnzellen erhalten mehr Blut.

Die Wissenschaft weiß, dass aktive Gehirnbereiche mehr Energie benötigen und deshalb auch mehr Sauerstoff und Glukose verwenden. So werden sie besser durchblutet, um die Bedürfnisse der aktiven Neuronen zu stillen. Wenn ein bestimmter Gehirnbereich aktiviert wird, strömt das Blut zu den arbeitenden Zellen. MRI-Aufnahmen werden verwendet, um die Blutzirkulation im Gehirn zu verstehen. Diese Aufnahmen zeigen, dass unsere Gehirnzellen, auch Neuronen genannt, sehr abhängig von der Sauerstoffversorgung sind. Je mehr das Gehirn verwendet und die Neuronen aktiviert werden, umso mehr Blut erhalten sie. Inaktive Gehirnzellen erhalten jedoch immer weniger Blut bis sie schließlich absterben.

  • Aktive Gehirnzellen haben mehr Verbindungen mit anderen Gehirnzellen.

Jede Gehirnzelle ist mit ihrer Umgebung durch schnelle elektrische Impulse verbunden. Aktive Gehirnzellen haben die Tendenz, Dendriten zu bilden, die wie kleine Arme nach anderen Zellen greifen, um Verbindungen herzustellen. Eine einzige Zelle kann bis zu 30 000 Verbindungen haben. Dadurch wird sie ein hochgradig aktiver Teil des neuronalen Netzwerkes. Je größer das neuronale Netz der Zelle ist, umso mehr Chancen hat sie, aktiviert zu werden und zu überleben.

  • Aktive Gehirnzellen produzieren mehr "Wartungssubstanzen".

Der Nervenwachstumsfaktor (NGF) ist ein Protein, das von unserem Körper in den Zielzellen produziert wird. Dieses Protein bindet Neuronen, indem sie als aktiv, differenziert und ansprechbar markiert werden. Je öfter du dein Gehirn herausforderst, trainierst und aktivierst, umso mehr NGF wird produziert.

  • Aktive Gehirnzellen stimulieren die Wanderung vorteilhafter Zellen vom Gehirnstamm.

Neue Studien haben gezeigt, dass neue Gehirnzellen in einem spezifischen Gehirnbereich, dem Hippocampus, generiert werden. Diese Gehirnzellen können dann in andere Bereiche des Gehirns wandern, in denen sie am meisten benötigt werden. Nach einer Gehirnverletzung bewegen sich diese Zellen beispielsweise in die beeinträchtigten Bereiche. Die wandernden Zellen sind fähig, die Funktionsweise der benachbarten Zellen zu imitieren und helfen so, den geschädigten Bereich teilweise wieder herzustellen.

Struktur eines Neurons

Eine Nervenzelle besteht strukturell aus folgenden Hauptelementen: Zellkern, Zellkörper und Dendriten. Es bestehen viele Verbindungen zwischen den Nervenzellen, die durch die Axone oder kleinen Verzweigungen ermöglicht werden. Axone helfen, Netzwerke zu bilden, über die Botschaften von Neuron zu Neuron übertragen werden können. Diese Verbindung wird Synapse genannt und stellt eine Verknüpfung von Axonen dar, die durch eine elektrische Ladung mit einer Geschwindigkeit von 0,001 Sekunden erfolgt, was ungefähr 500 Mal pro Sekunde geschehen kann.

Struktur eines Neurons

1. Zellkern

Das ist der zentrale Teil des Neurons. Er befindet sich im Zellkörper und ist für die Energieproduktion verantwortlich, die für die Zellfunktionen notwendig sind.

2. Dendrit

Dendriten sind die "Arme der Neuronen", sie formen kleine Zweige, die aus verschiedenen Teilen des Somas, das heißt des Zellkörpers, herausragen. Ein Dendrit hat normalerweise viele Verzweigungen, wobei die Größe von den Funktionen des Neurons abhängt und auch davon, wo sich dieses befindet. Die wichtigste Funktion ist, Stimuli anderer Neuronen aufzunehmen.

3. Zellkörper

Dieser Teil des Neurons enthält den Zellkern. Hier wird der Großteil der Moleküle produziert oder synthetisiert und hier finden auch die wichtigsten lebens- und funktionserhaltenden Aktivitäten der Nervenzelle statt.

4. Neuroglia

Neuronen sind hoch spezialisierte Zellen, die für sich alleine nicht fähig sind, alle Funktionen der lebenserhaltenden Zellernährung und Pflege auszuführen. Aus diesem Grund sind sie von Stützzellen umgeben, welche diese Funktionen für sie übernehmen: Astrozyten (sie sind für die Ernährung, Reinigung und Unterstützung der Neuronen zuständig), Oligodendrozyten (sie sind grundsätzlich dafür zuständig, die Axone des zentralen Nervensystems mit Myelin zu überziehen, haben jedoch auch stützende und verbindende Funktionen), Mikroglia (es handelt sich um Immuneffektorzellen, die auch Reststoffe eliminieren und die Homöostase des Neurons erhalten), Schwann-Zellen (sie sind vorwiegend dafür verantwortlich, die Axone des peripheren Nervensystems mit Myelin zu umhüllen, wie auf dem Bild zu sehen ist), Ependimozyten (sie sind hauptsächlich dafür verantwortlich, die Hirnventrikel und das Rückenmark zu bedecken).

5. Myelin

Myelin besteht aus Proteinen und Lipiden. Dieses Material ist im Nervensystem zu finden und umhüllt neuronale Axone, um sie zu schützen, zu isolieren und die Übertragung der Nervenimpulse bis zu 100 Mal effizienter zu gestalten. Im zentralen Nervensystem wird Myelin von den Oligodendrozyten produziert, im peripheren Nervensystem sind die Schwann-Zellen dafür zuständig.

6. Axonterminale

Die Axonenden oder die synaptischen Endknöpfe befinden sich am Ende der Zellfortsätze einer Nervenzelle und verzweigen sich, um sich mit anderen Neuronen zu verbinden und so Synapsen herzustellen. In den synaptischen Endknöpfen befinden sich kleine mit Neurotransmittern gefüllte Vesikel. Die Übertragung dieser Vesikel von den Endknöpfen eines Neurons auf die Dendriten eines anderen Neurons wird als Synapse bezeichnet.

7. Ranvierscher Schnürring

Als Ranvier-Schnürring bezeichnet man einen freiliegenden Abschnitt eines Axons zwischen den Myelinscheiden des Axons. Dieser Abschnitt ist notwendig, um die Impulsübertragung zu optimieren und damit der Impuls nicht verloren geht. Dies bezeichnet man als saltatorische Erregungsleitung. Die Hauptfunktion des Ranvier-Schnürrings ist es, die Erregungsleitung zu erleichtern und den Energiekonsum zu optimieren.

8. Axon

Auch das Axon zählt zu den Hauptbestandteilen eines Neurons. Es handelt sich um eine feine, längliche Nervenfaser in einer Myelinscheide, die dafür verantwortlich ist, elektrische Signale vom Zellkörper des Neurons bis zu den Endknöpfen zu übertragen.

Referenzen

James Siberski, Evelyn Shatil, Carol Siberski, Margie Eckroth-Bucher, Aubrey French, Sara Horton, Rachel F. Loefflad, Phillip Rouse. Computer-Based Cognitive Training for Individuals With Intellectual and Developmental Disabilities: Pilot Study - The American Journal of Alzheimer’s Disease & Other Dementias 2014; doi: 10.1177/1533317514539376

Preiss M, Shatil E, Cermakova R, Cimermannova D, Flesher I (2013) Personalized cognitive training in unipolar and bipolar disorder: a study of cognitive functioning. Frontiers in Human Neuroscience doi: 10.3389/fnhum.2013.00108.

Shatil E (2013). Does combined cognitive training and physical activity training enhance cognitive abilities more than either alone? A four-condition randomized controlled trial among healthy older adults. Front. Aging Neurosci. 5:8. doi: 10.3389/fnagi.2013.00008

Peretz C, Korczyn AD, Shatil E, Aharonson V, Birnboim S, Giladi N. - Computer-Based, Personalized Cognitive Training versus Classical Computer Games: A Randomized Double-Blind Prospective Trial of Cognitive Stimulation - Neuroepidemiology 2011; 36:91-9.

Evelyn Shatil, Jaroslava Mikulecká, Francesco Bellotti, Vladimír Burěs - Novel Television-Based Cognitive Training Improves Working Memory and Executive Function - PLoS ONE July 03, 2014. 10.1371/journal.pone.0101472

Korczyn AD, Peretz C, Aharonson V, et al. - Computer based cognitive training with CogniFit improved cognitive performance above the effect of classic computer games: prospective, randomized, double blind intervention study in the elderly. Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association 2007; 3(3):S171.

Shatil E, Korczyn AD, Peretzc C, et al. - Improving cognitive performance in elderly subjects using computerized cognitive training - Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association 2008; 4(4):T492.

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