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Neurowetenschap

Neurowissenschaften ist die Wissenschaft, die sich mit allen Aspekten der nervöses System. Es ist ein relativ junges Feld innerhalb der within Naturwissenschaften, mit verschiedenen Spezialisierungen, zum Beispiel die Neurophysiologie und der Neuroanatomie, die jedoch eng miteinander verbunden sind.

Die Neurowissenschaft basiert auf der Körper: Das Nervensystem wird auf molekularer und zellulärer Ebene betrachtet. zusätzlich funktionalAnatomie des Nervensystems, Überwachung und Bewegung studiert. Anders herum formuliert: Verhalten und Erkenntnis von ihnen sein physiologisch (neurologisch) Basis gesehen. Auch der Genetik spielt in den Neurowissenschaften eine wichtige Rolle.Die fünf zentralen Fragen der Neurowissenschaften lauten Eric Kandel:

  1. Wie entwickelt sich das Gehirn in den erwachsenen Zustand?
  2. Wie man kommuniziert Gehirnzellen miteinander?
  3. Wie unterscheiden sich Verbindungen (Synapsen) zwischen Nervenzellen das Verhalten, das Sensorische Wahrnehmung?
  4. Wie wiederum beeinflussen die Erfahrungen eines Individuums die Synapsen in einer Hirnregion und die Verbindungen zwischen den verschiedenen Hirnregionen?
  5. Wie unterscheiden sich kranke Gehirne (und damit die Verbindungen zwischen ihren Gehirnzellen) von gesunden Gehirnen?

Geschichte der Neurowissenschaften

von Herstellung von Vesalius - Basis des Gehirns
Zeichnung von Nervenzellen im Kleinhirn von einem Huhn von Ramón y Cajal
Die erste EEG-Aufzeichnung

Das Gehirn wird seit dem Antike. Zum Beispiel gibt es Hinweise darauf, dass in der Antikes Ägypten Gehirnoperationen durchgeführt wurden, sogenannte Schädeltrepanationen.

Das alte Griechen hatte unterschiedliche Vorstellungen vom Gehirn. Hippokrates glaubte, dass das Gehirn der Sitz der Intelligenz ist. Aristoteles dachte, das Gehirn sei ein Kühlsystem dafür Blut. Laut ihm war es Herz der Sitz der Intelligenz. Seine Begründung lautete: Menschen sind rationaler als Tiere, weil sie ein relativ größeres Gehirn haben, um ihr Blut zu kühlen.

Während des Römischen Reiches sezierte der Anatom Galen Schafe Gehirne. Aus der Tatsache, dass die kleine Gehirne kompakter sein als die große Gehirne er kam zu dem Schluss, dass sie die Bewegungen der Muskeln kontrollieren sollten. Das Großhirn wäre dann der Ort, an dem Gefühle verarbeitet werden, weil sie weich sind. Ein weiterer Hypothese von Galen war, dass das Gehirn durch die Bewegung von Flüssigkeit durch die Ventrikel.

Um die Mitte des 17. Jahrhunderts wurden große Fortschritte auf dem Gebiet der Neuroanatomie vom englischen Anatom Thomas Willis und der flämische Anatom Andreas Vesalius und viele andere. Sie widerlegten viele von Galens Ideen und klärten viele Fakten über die Makrostruktur des menschlichen und tierischen Gehirns auf.

Im 18. Jahrhundert, Arbeit von Luigi Galvanic weist darauf hin, dass die elektrische Stimulation eines bestimmten Nervs eines sezierten Frosches eine Bewegung des daran befestigten Muskels verursacht. Galvanis Arbeit führte zur Entdeckung von Membranpotentiale und Aktionspotentiale.

Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts fragten sich, ob Bereiche des Gehirns bestimmten Funktionen entsprechen oder ob das Gehirn als Ganzes funktioniert. Arbeit von Paul Pierre Broca, Karl Wernicke und Korbinian Brodmann zeigten schließlich, dass bestimmte Bereiche des Gehirns bestimmten Funktionen entsprechen. Ihre Arbeit zeigte auch, dass einige Funktionen, wie zum Beispiel Sprache, lateralisieren; das heißt, diese Funktionen werden nicht von beiden, sondern von einer Gehirnhälfte gesteuert.

In den 1880er Jahren fand der italienische Neurowissenschaftler Angelo Mosso die Gleichgewicht für den menschlichen Kreislauf zur nicht-invasiven Messung der Blutumverteilung bei emotionalen und intellektuellen Aktivitäten.[1] Die Einzelheiten dieser Waage und der von Mosso durchgeführten Experimente blieben, obwohl sie von William James 1890 nur kurz erwähnt wurden, bis zur Entdeckung der ursprünglichen Mosso-Berichte durch . weitgehend unbekannt Stefano Sandrone und Kollegen.[2]

Im 20. Jahrhundert wurde die Arbeit von Santiago Ramon und Cajal und Camillo Golgic legte den Grundstein für die Erforschung einzelner Neuronen im Gehirn. Camillo Golgic entwickelte eine neue Methode zur Färbung von Neuronen (golgi Färbung) und so wurde die gesamte Struktur des Neurons unter dem Mikroskop sichtbar. Den Aufbau des Neurons konnte er bereits studieren: Das Neuron besteht aus a Axon an einem Ende und Dendriten am anderen Ende mit dem Zellkörper oder Soma des Neurons dazwischen. Diese Entdeckung führt zu dem Neuronenlehre: das Prinzip, dass einzelne Neuronen die „Bausteine“ des Gehirns sind. Charles Scott Sherrington und Edgar Douglas Adrian haben die Studienmethoden um eine neue Technik mit Elektroden erweitert. Neurotransmitter wurden von einer Reihe von Wissenschaftlern entdeckt, darunter Otto Löwi, Henry Hallett Dale, Arvid Carlsson und viele andere. Neurotransmitter sind für die Übertragung eines Signals von einem Neuron zum anderen verantwortlich.In 1929 nahm den deutschen Arzt Hans Berger die ersten elektrischen Potentiale lebender Gehirne. Seine Technik, bekannt als Elektroenzephalographie oder EEG, war die erste Möglichkeit, Signale von lebenden Gehirnen aufzunehmen, während sie normale Funktionen ausführten.

Neurowissenschaften in der Öffentlichkeit

Seit den 1990er Jahren wächst die Neurowissenschaft rasant, auch als „Dekade des Gehirns“ bezeichnet.[3] Die Popularisierung der Neurowissenschaften, teilweise durch die Medien, hat auch in der Laienbevölkerung zu einem großen Interesse an „Gehirnwissen“ geführt.[4] Dies zeigt sich im Interesse an Themen wie: Verbesserung der Gehirnkapazität (Gehirntraining), Optimierung der kindlichen Gehirnentwicklung, die möglichen biologischen Ursachen von Unterschieden zwischen Personenkategorien (männlich-weibliche Unterschiede, normal-abnormales Verhalten) und Gehirneigenschaften als Beweis für bestimmte Verhaltensweisen wie Spielsucht, gute Führung, jugendliches Verhalten, religiöse Erfahrungen . Informationen in den Medien scheinen die Glaubwürdigkeit der bereitgestellten Informationen zu erhöhen, wenn sie sich auf Gehirnwissen beziehen, auch wenn das Gehirnwissen nicht direkt relevant ist. Manchmal geht es dabei auch um eine Verzerrung von Forschungsergebnissen oder eine Übertreibung der gesellschaftlichen Implikationen.[5]

Moderne Neurowissenschaften

Die Verfügbarkeit immer schnellerer und leistungsfähigerer Computer hat die moderne Neurowissenschaft beschleunigt. Neurowissenschaftler verwenden viele verschiedene Blickwinkel, um das Gehirn zu untersuchen, von Moleküle zu ganzen Systemen. Es wurden viele neue Erkenntnisse über die elektrophysiologisch Eigenschaften verschiedener Neuronentypen und die Art und Weise, wie sie auf Neurotransmitter reagieren. Miguel Nicolelis führten Multi-Elektroden-Aufzeichnungstechniken ein, die Live-Aufzeichnungen der elektrischen Aktivität von Neuronen in Kultur ermöglichen. Es gelang ihm auch, über Implantate Signale aus dem Gehirn eines Affen zu empfangen und auf diese Weise den Affen einen Roboterarm steuern zu lassen, während der Affe mit dem abgetrennten Joystick spielte, mit dem der Roboterarm zuvor gesteuert wurde. Mit Techniken wie CT, MRT und funktionelle MRT Das Zentralnervensystem lässt sich auf unterschiedliche Weise darstellen, oft in Bezug auf die Erfüllung bestimmter Aufgaben, wodurch das Wissen um die Lokalisation und den Ablauf verschiedenster Prozesse in den letzten Jahrzehnten enorm zugenommen hat und immer noch zunimmt. Nicht nur die einzelnen Bereiche, sondern auch deren Verflechtungen und Vernetzung kann neue Techniken anwenden, wie z Traktografie abgebildet werden (siehe Konnektom). Auch die Entzifferung des gesamten Menschen Genom hat der Forschung viele neue Impulse gegeben. Kognitive Neurowissenschaften ist ein Zweig der Neurowissenschaften, der versucht, die Beziehung zwischen Gehirnfunktionen und dem Menschen besser zu verstehen Erkenntnis und Verhalten.

Parasagittales MRT-Bild des Kopfes eines Patienten mit gutartiger familiärer Erkrankung Makrozephalie

Preis

Menschen, die heute herausragende Beiträge zur Neurowissenschaft leisten, haben Anspruch auf das Ariëns Friseur-Medaille.

Literatur

  • Ben van Cranenburgh, Neurowissenschaften: ein Überblick, Geschäftsinformationen von Reed, 1997. ISBN 9035217144
  • (und) Eric Kandel et al., Principles Of Neural Science, Fünfte Ausgabe (2013), ISBN 9780071390118

Siehe auch