Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn: Fakten und Zahlen

Frühere Berechnungsmethoden, bei denen Schnitte aus verschiedenen Hirnarealen genommen und hochgerechnet wurden, erwiesen sich als weniger genau. Der Grund dafür liegt darin, dass die Zelldichte innerhalb der verschiedenen Gehirnareale variieren kann. Daher gilt die früher angenommene Zahl von 100 Milliarden Nervenzellen mittlerweile als veraltet.

Die Arbeit von Suzana Herculano-Houzel und ihrem Team hat zu einer besseren und genauerern Schätzung der Neuronenzahl im menschlichen Gehirn geführt. Durch ihre innovative Methode konnten sie fundierte Erkenntnisse gewinnen und haben somit einen wichtigen Beitrag zur Erforschung des Gehirns geleistet.

Die genaue Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn ist von großer Bedeutung, da sie unser Verständnis des Gehirns und seiner Funktionsweise voranbringt. Mit weiteren Forschungen und Entdeckungen auf diesem Gebiet könnten wir noch mehr über diesen faszinierenden Teil des menschlichen Körpers erfahren.

Was sind Gehirnzellen und wozu dienen sie?

Gehirnzellen sind die Zellen, aus denen das menschliche Gehirn besteht. Die wichtigsten und häufigsten Gehirnzellen sind die Nervenzellen, auch Neuronen genannt. Diese Neuronen spielen eine essenzielle Rolle bei der Übertragung von Informationen im Gehirn. Sie sind dafür verantwortlich, elektrische und chemische Signale zu empfangen, zu verarbeiten und weiterzuleiten.

Die Gehirnzellen bestehen aus verschiedenen Teilen, wie dem Zellkörper mit Nervenfortsätzen (Dendriten) und einem Achsenzylinder (Axon). Die Dendriten dienen dazu, Informationen von anderen Neuronen aufzunehmen, während das Axon die elektrischen Signale vom Zellkörper zu anderen Neuronen oder Zielorganen transportiert. An den Endplatten des Axons können sich Synapsen entwickeln, an denen die Kommunikation zwischen den Neuronen stattfindet.

Die Anzahl und Stärke der Synapsen zwischen den Gehirnzellen spielen eine wichtige Rolle beim Informationsaustausch im Gehirn. Durch eine hohe Anzahl an Synapsen können Informationen effizienter übertragen werden. Dies ermöglicht eine schnelle und präzise Kommunikation zwischen den verschiedenen Regionen des Gehirns und unterstützt wichtige Funktionen wie Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit, Lernen, Zahlen- und Sprachverständnis, Denkvermögen, Merkfähigkeit und logisches Denken.

Interessanterweise können Gehirnzellen auch im Erwachsenenalter neu entstehen. Dieser Prozess wird als Neurogenese bezeichnet. Durch zielgerichtetes und wissenschaftliches Gehirntraining kann die Bildung neuer Gehirnzellen unterstützt werden. Dadurch können verschiedene Fähigkeiten und kognitive Funktionen verbessert werden.

Wie funktionieren Gehirnzellen im menschlichen Gehirn?

Die Gehirnzellen im menschlichen Gehirn, auch bekannt als Nervenzellen oder Neuronen, sind die grundlegenden Bausteine des Gehirns. Es wird geschätzt, dass es etwa 86 Milliarden Gehirnzellen gibt. Jede Gehirnzelle besteht aus einem Zellkörper mit Nervenfortsätzen, genannt Dendriten, und einem Achsenzylinder, der mit Endplatten endet, an denen sich Synapsen bilden können. Diese Synapsen spielen eine wichtige Rolle beim Informationsaustausch zwischen den Gehirnzellen.

Die Größe einer Gehirnzelle beträgt etwa fünf bis 100 Mikrometer, während die Dendriten bis zu einem Meter lang werden können. Eine einzelne Gehirnzelle kann bis zu 10.000 Dendriten besitzen. Die Anzahl der Synapsen zwischen den Gehirnzellen hat einen direkten Einfluss auf den Informationsaustausch und die Gehirnfunktionen.

Interessanterweise wurde festgestellt, dass das menschliche Gehirn auch im Erwachsenenalter neue Gehirnzellen und neuronale Verbindungen bilden kann, ein Prozess, der als Neurogenese bezeichnet wird. Um die Neurogenese zu unterstützen, ist es wichtig, das Gehirn aktiv zu halten und körperliche Aktivität auszuüben.

Ein gezieltes und wissenschaftliches Gehirntraining kann die Bildung neuer Gehirnzellen unterstützen und verschiedene Fähigkeiten verbessern. Dazu gehören unter anderem Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit, Lernen, Zahlen- und Sprachverständnis, Denkvermögen, Merkfähigkeit und logisches Denken. Ein abwechslungsreiches, motivierendes und personalisiertes Gehirntraining wird empfohlen, um die Gesundheit der Gehirnzellen zu fördern. Auf der Plattform NeuroNation können 1/4 der Übungen kostenfrei trainiert werden, um diese Ziele zu erreichen.

Verschiedene Arten von Gehirnzellen im menschlichen Gehirn

Im menschlichen Gehirn gibt es verschiedene Arten von Gehirnzellen, die eine Vielzahl von Funktionen erfüllen. Die wichtigsten Zellpopulationen sind Neurone und Gliazellen. Es wird geschätzt, dass es etwa 86 Milliarden Neurone und ebenso viele Gliazellen im Gehirn gibt.

Neurone sind spezialisierte Zellen, die Reize weiterleiten und Informationen verarbeiten. Sie bestehen aus einem Zellkörper und mehreren Fortsätzen. Ein wichtiger Fortsatz ist das Axon, das elektrische Signale über große Entfernungen im Gehirn transportiert. Die Dendriten sind weitere Fortsätze, die Reize von anderen Neuronen empfangen und an den Zellkörper weiterleiten. Je nach Anzahl der Fortsätze, dem Sitz im Körper oder der Funktion der Zelle werden Neurone in unterschiedliche Klassen aufgeteilt.

Gliazellen sind eine andere wichtige Zellart im Gehirn. Sie unterstützen die Funktion der Neurone und erfüllen verschiedene Aufgaben. Eine wichtige Art von Gliazellen sind die Oligodendroglia, die die Axone von Neuronen ummanteln und dadurch die Reizweiterleitung beschleunigen. Gliazellen werden ebenfalls in verschiedenen Typen klassifiziert.

Die Endothelzellen der Kapillaren sind ein wichtiger Zelltyp der Blut-Hirn-Schranke. Sie bilden die Innenwand der Blutgefäße im Gehirn und spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Stoffaustauschs zwischen dem Blutkreislauf und dem Zentralnervensystem.
Die Astrozyten sind eine weitere wichtige Zellart der Blut-Hirn-Schranke. Sie bedecken die Kapillargefäße mit ihren Fortsätzen und haben direkten Einfluss auf die Funktion und Dichtigkeit der BHS.

Das Verständnis der verschiedenen Arten von Gehirnzellen im menschlichen Gehirn ist von großer Bedeutung, um die komplexe Funktionsweise des Gehirns besser zu verstehen.

Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn

Die Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn wird auf etwa 86 Milliarden geschätzt. Diese beeindruckende Zahl wurde von der brasilianischen Neurowissenschaftlerin Suzana Herculano-Houzel und ihrem Team ermittelt und im Jahr 2009 veröffentlicht. Ihre Untersuchung basierte auf der Homogenisierung von Gehirnen von Männerleichen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung von Zellen und Zelldichten erreicht wurde. Frühere Berechnungsmethoden, bei denen Schnitte aus verschiedenen Hirnarealen genommen und hochgerechnet wurden, waren weniger genau, da die Zelldichte innerhalb der Areale variierte. Die früher oft angenommene Zahl von 100 Milliarden Nervenzellen gilt als veraltet.

Die Erforschung der Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn ist von großer Bedeutung für das Verständnis der menschlichen Kognition und des Verhaltens. Neuronen sind die Grundbausteine des Gehirns und ermöglichen die Übertragung und Verarbeitung von Informationen. Jedes Neuron ist mit anderen Neuronen über unzählige Verbindungen, sogenannte Synapsen, verbunden. Durch dieses komplexe neuronale Netzwerk entstehen Gedanken, Gefühle und Handlungen.

Die präzise Schätzung der Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn ist eine Herausforderung, da das Gehirn aus verschiedenen Regionen und Schichten besteht, die unterschiedliche Zelldichten aufweisen. Suzana Herculano-Houzel und ihr Team haben mit ihrer Homogenisierungsmethode einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Genauigkeit dieser Schätzungen geleistet. Durch ihre Forschungsarbeit wurde deutlich, dass das menschliche Gehirn, obwohl es bereits unglaublich komplex ist, noch faszinierendere Einblicke bietet, wenn man es genau unter die Lupe nimmt.

Insgesamt wird die Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn auf etwa 86 Milliarden geschätzt.
Diese Schätzung basiert auf der Homogenisierung von Gehirnen von Männerleichen.
Eine früher oft angenommene Zahl von 100 Milliarden Nervenzellen gilt als veraltet.
Die präzise Schätzung der Anzahl der Neuronen ist eine Herausforderung aufgrund der verschiedenen Zelldichten in verschiedenen Gehirnregionen.

Die Rolle von Gehirnzellen und Gedächtnisbildung

Das menschliche Gehirn besteht aus rund 100 Milliarden Nervenzellen, auch Gehirnzellen genannt. Diese Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Bildung und dem Abruf von Erinnerungen. Sie ermöglichen es uns, neue Informationen aufzunehmen und zu speichern, aber auch bereits Gelerntes wieder abzurufen.

Die Fähigkeit des Gehirns zu lernen und Erinnerungen zu bilden, beruht auf synaptischer Plastizität. Das bedeutet, dass sich die Effektivität der Signalübertragung an den Synapsen, den Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen, verändern kann. Durch Verstärkung oder Abschwächung der Signalübertragung können neue Verbindungen zwischen den Gehirnzellen geknüpft oder bestehende verstärkt werden.

Das Gehirn lernt durch Wiederholung und Übung. Je mehr eine bestimmte Fähigkeit gefordert wird, desto effektiver wird sie erledigt. Diese Veränderungen in den Verbindungen der Gehirnzellen ermöglichen es uns, Erinnerungen zu bilden und abzurufen. Die synaptische Plastizität bildet somit die Grundlage für Lernen und Gedächtnisbildung.

Interessanterweise kann das Gehirn auch nach Verletzungen oder Schädigungen teilweise repariert werden. Benachbarte Hirnregionen können die Aufgaben des betroffenen Gebiets übernehmen und somit die Funktion wiederherstellen. Das zeigt, wie flexibel und anpassungsfähig unser Gehirn ist.

Einfluss des Alters auf die Anzahl der Gehirnzellen

Die Anzahl der Gehirnzellen verändert sich im Laufe des Lebens eines Menschen nur sehr geringfügig. Bereits bei der Geburt sind alle Nervenzellen angelegt und es kommen im Laufe des Lebens nur sehr wenige neue Zellen hinzu. Bei einem 50-Jährigen sind die meisten Gehirnzellen ebenfalls 50 Jahre alt.

Es gibt jedoch bestimmte Hirnregionen, in denen vereinzelt jüngere Zellen vorkommen können. Im Gegensatz dazu können im Laufe des Lebens Nervenzellen verloren gehen, zum Beispiel durch Schlaganfälle, Kopfverletzungen, Infektionen oder neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer. Es ist jedoch möglich, das Risiko für den Zellverlust durch eine gesunde Lebensführung zu senken, wie regelmäßige körperliche Aktivität, eine ausgewogene Ernährung, Blutdruckkontrolle und Verzicht auf Nikotin.

Es wird auch empfohlen, das Gehirn lebenslang aktiv zu halten, um den Zellabbau im Alter zu kompensieren. Eine Kombination aus körperlicher Aktivität und geistiger Herausforderung kann sich positiv auf die Bildung neuer Nervenzellen auswirken.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Altern des Gehirns ein natürlicher Prozess ist und die Veränderungen in der Anzahl der Gehirnzellen individuell unterschiedlich sein können. Dennoch kann eine gesunde Lebensweise dazu beitragen, das Gehirn fit zu halten und den Rückgang der Gehirnzellen im Alter zu verlangsamen.

Verbindung zwischen Gehirnzellen und neurodegenerativen Erkrankungen

Neurodegenerative Erkrankungen sind Krankheiten, bei denen Nervenzellen im Gehirn abgebaut werden und die Zellfunktionen verloren gehen. Diese Erkrankungen stellen eine bedeutende medizinische Herausforderung dar, da der Anteil älterer Menschen in der Bevölkerung stetig zunimmt. Schätzungsweise sind bereits rund 1,5 Millionen Deutsche von Demenz betroffen, während etwa 300.000 Menschen an Parkinson leiden. Weitere neurodegenerative Erkrankungen sind die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), die Huntington-Erkrankung und die infektiöse Prionen-Erkrankung “Creutzfeldt-Jakob”.

Die genaue Ursache für das Absterben der Nervenzellen variiert je nach Krankheit und ist oft nur teilweise bekannt. Bei einigen Formen der Parkinson- und der Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung kommt es aufgrund genetischer Besonderheiten zu einer Zusammenlagerung von Eiweißstoffen in den Nervenzellen. Dies führt zu einer Beeinträchtigung ihrer Funktion und letztendlichem Zelltod. Bei der Huntington-Erkrankung tritt eine bestimmte genetische Sequenz im Erbgut häufiger auf, was dazu führt, dass die betroffenen Zellen empfindlicher gegenüber äußeren Reizen werden und leichter absterben.

Neuere wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass auch das Immunsystem Auswirkungen auf die Entstehung und den Verlauf neurodegenerativer Erkrankungen haben kann. Immunzellen, die eigentlich den Körper schützen sollen, können im Gehirn Schäden verursachen und beispielsweise die Alzheimer-Krankheit vorantreiben. Die genauen Zusammenhänge sind jedoch noch wenig erforscht.

Neurodegenerative Erkrankungen betreffen in der Regel nicht das gesamte Gehirn, sondern spezifische Bereiche oder Zelltypen. Bei Parkinson sind beispielsweise ausschließlich Nervenzellen betroffen, die den Botenstoff Dopamin produzieren, was zu Bewegungsstörungen führt. Bei der Huntington-Erkrankung sind Nervenzellen betroffen, die den Botenstoff Glutamat produzieren, was Bewegungsstörungen und Veränderungen im Sozialverhalten verursacht. Bei ALS sterben gezielt sogenannte Motoneurone ab, die das Gehirn mit der Muskulatur verbinden, was zu Lähmungen führt.

Das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) erforscht die Ursachen von Störungen des Nervensystems und entwickelt Strategien zur Prävention, Therapie und Pflege bei Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder ALS. Es arbeitet eng mit Universitäten, Kliniken und anderen Einrichtungen auf nationaler und internationaler Ebene zusammen. Schätzungen zufolge wird die Gesamtzahl der Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen in Deutschland bis zum Jahr 2050 auf drei Millionen oder mehr ansteigen.

Ursachen und Mechanismen der Schädigung von Gehirnzellen

Die Schädigung von Gehirnzellen kann durch verschiedene Ursachen und Mechanismen verursacht werden. Eine häufige Ursache ist eine mangelnde Durchblutung des Gehirns, die zu einer Schädigung oder zum Absterben von Nervenzellen führen kann. Dies kann durch eine Unterbrechung der Blutversorgung, wie z.B. bei einem Herzstillstand, Ersticken oder Blutunterzuckerung, verursacht werden. Auch Gehirntumoren, krankhafte Veränderungen von Blutgefäßen, mechanische Verletzungen, Blutungen ins Gehirn und Entzündungen können zu Funktionsstörungen führen.

Weitere Ursachen für Schädigungen von Gehirnzellen sind Störungen bei der Signalübertragung zwischen den Nervenzellen und Unregelmäßigkeiten im Stoffwechsel der Nervenzellen. Auch Störungen der Hirnfunktion, die von Gliazellen ausgehen, können zu einer Beeinträchtigung der Hirntätigkeit führen. Genetische Faktoren spielen bei vielen Störungen des Gehirns und Nervensystems eine wichtige Rolle. Bei einigen Erkrankungen, wie z.B. Schizophrenie und manisch-depressiven Störungen, kann eine Veranlagung vererbt werden, wobei Umwelteinflüsse den Ausbruch der Erkrankung begünstigen können.

Äußere Einflüsse wie Infektionen durch Bakterien und Viren können ebenfalls zu Schädigungen von Gehirnzellen führen. Beispielsweise können Entzündungen der Hirnhäute das Gehirn schädigen. Auch bestimmte Viren, wie das Virus der Kinderlähmung, können Nervenzellen angreifen und schädigen. Giftstoffe können ebenfalls zu schweren Beeinträchtigungen des Gehirns und Nervensystems führen. Quecksilbervergiftungen können Gedächtnisschwund und Muskelzittern verursachen, während Blei Verhaltensstörungen und Lernschwierigkeiten hervorrufen kann. Bei Diabetikern kann ein Überschuss an Zucker zu einer Schädigung von Gehirn und Nervensystem führen.

Auch das körpereigene Immunsystem kann neuronale Funktionsstörungen verursachen. Bei bestimmten Erkrankungen wie Multipler Sklerose werden Zellen im Gehirn und Nervensystem fälschlicherweise als fremd eingestuft und von den Immunzellen geschädigt.

Bildung neuer Gehirnzellen (Neurogenese) beim Menschen

Im menschlichen Gehirn werden auch im Erwachsenenalter neue Nervenzellen gebildet, ein Prozess, der als Neurogenese bezeichnet wird. Diese Erkenntnis wurde erst seit Anfang dieses Jahrtausends wissenschaftlich belegt. Es wurde festgestellt, dass bestimmte Bereiche im Gehirn, sogenannte Stammzellnischen, adulte Stammzellen enthalten, aus denen neue Neuronen entstehen können. Diese Stammzellen wandern dann in andere Bereiche des Gehirns, wo sie zu vollwertigen Neuronen heranreifen und in das neuronale Netz integriert werden können.

Die Regulation der Neurogenese wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Eine wichtige Erkenntnis ist, dass die extrazelluläre Matrix in den Stammzellnischen ein starkes Netzwerk bildet, was zu einer starren und wenig flexiblen Umgebung führt. Ein spezielles Enzym namens Transglutaminase 2 spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Neurogenese.

Das Wissen über Unterschiede im Proteom von neurogenen und nicht-neurogenen Hirnregionen bildet die Grundlage für die Verbesserung der Behandlung von Erkrankungen, bei denen Nervenzellen zerstört werden, wie beispielsweise schwere Schädel-Hirn-Traumata.

Das Projekt von Professorin Magdalena Götz, die an der Ludwig-Maximilians-Universität München und am Helmholtz Zentrum München tätig ist, ist Teil eines europäischen Forschungsverbunds.
In diesem Verbund arbeiten Forschungsgruppen aus Deutschland, Belgien, dem Vereinigten Königreich und Polen zusammen, um die Neurogenese zu erforschen.
Das Projekt wird durch das ERA-Net NEURON gefördert, ein europäisches Forschungsnetz, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und anderen Förderorganisationen unterstützt wird.