Question to the brain
Welche Farbe hat das Gehirn?
Published: 09.04.2016
Welche Farbe hat eigentlich das Gehirn — und warum?
The editor's reply is:
Prof. Dr. Thomas Dresbach, Universitätsmedizin Göttingen, Institut für Anatomie und Embryologie, Arbeitsgruppe Synaptogenese: Wenn man bei einer neurochirurgischen Operation auf das Gehirn schaut, sieht man helle, beige anmutende Furchen und Windungen, die von rot schimmernden Blutgefäßen bedeckt sind. Und doch sprechen wir von den „grauen Zellen“. Das kommt daher, dass das Gehirn im Längs– oder Querschnitt betrachtet graue und weiße Areale aufweist. Die Farbe entsteht durch die Anordnung der Zellen des Gehirns, welches ja nicht nur aus Nervenzellen, sondern auch aus Glia– und Mikrogliazellen besteht. Nervenzellen ihrerseits lassen sich in einen Zellkörper, mehrere, vergleichsweise kurze Zellfortsätze, die Dendriten und einen langen Zellfortsatz, das Axon, unterteilen.
Die graue Substanz (Substantia grisea) kommt an der Oberfläche des Groß– und des Kleinhirns vor, also der Groß– und Kleinhirnrinde, aber auch in Bereichen tief im Gehirn, wie den Basalganglien und im Hirnstamm. An diesen Stellen befinden sich dicht an dicht die Nervenzellkörper, welche durch ihre Axone miteinander und mit weiter entfernt gelegenen Regionen verbunden sind. Ein einzelner Zellkörper eines Neurons hat keine Farbe – aber die hohe Packungsdichte erzeugt den Grauton.
Zwischen solchen Arealen grauer Substanz liegt die weiße Substanz (Substantia alba). Diese besteht, ebenso wie die graue, aus allen Zellarten des Gehirns – außer den Nervenzellkörpern. Doch sie enthält deren Axone, welche von einer Myelinscheide umgeben sind, die der elektrischen Isolierung dient. Je dicker diese Schicht, umso schneller können Signale von Nervenzelle zu Nervenzelle transportiert werden. Das Myelin ist sehr fettreich, was Axonen mit Myelinscheiden und damit auch der weißen Substanz ihre helle Farbe verleiht. Wohlgemerkt: Axone, Myelinscheiden, Glia– und Mikrogliazellen kommen überall im Gehirn vor. Da, wo zusätzlich Nervenzellkörper vorkommen, erscheint das Gehirn grau.
Alleine aus der Anordnung von Zellen zu grauer und weißer Substanz können wir also schon etwas über die Funktionsweise des Gehirns lernen. Die in der grauen Substanz gelegenen Nervenzellkörper sind über ihre Axone miteinander verknüpft und senden ihre Signale durch die weiße Substanz in andere Hirnbereiche. Da das Gehirn darauf spezialisiert ist, Signale über große Distanzen zu verschicken und Hirnareale über lange Axone miteinander zu verknüpfen, macht die weiße Substanz einen großen Anteil des Gehirns aus.
Das Gehirn ist aber auch blau, schwarz und rot! Im Mittelhirn liegt die so genannte schwarze Substanz (Substantia nigra Diese Neurone sind durch das Pigment Neuromelanin schwarz gefärbt. Es entsteht aus einer Vorstufe des Neurotransmitters Dopamin, der in diesen Nervenzellen vorkommt. Besonders bei der Parkinson-Erkrankung sterben gerade diese Neurone ab und verursachen dadurch die bekannten Symptome. Im blauen Kern (Locus caeruleus), einer Region im Hirnstamm, sind die Zellen ebenfalls reich an Neuromelanin, jedoch nicht ganz so sehr, wie in der schwarzen Substanz. Dadurch schimmert der leicht schwarze Farbton dieses Bereichs etwas bläulich. Zudem gibt es noch einen roten Kern (Nucleus ruber), welcher sich in der Nähe der schwarzen Substanz befindet und leicht rötlich oder rosa erscheint. Man vermutet, dass die Farbe durch eine dichte Anordnung von Blutgefäßen und einen starken Eisengehalt zustande kommt.
Das Gehirn hat also nicht nur eine Farbe – es überwiegen jedoch Grau und Weiß.
Aufgezeichnet von Nicole Paschek
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Graue Substanz
Graue Substanz/-/gray matter
Als graue Substanz wird eine Ansammlung von Nervenzellkörpern bezeichnet, wie sie in Kerngebieten oder im Cortex (Großhirnrinde) vorkommt.
Cerebellum
Kleinhirn/Cerebellum/cerebellum
Das Cerebellum (Kleinhirn) ist ein wichtiger Teil des Gehirns, an der Hinterseite des Hirnstamms und unterhalb des Okzipitallappens gelegen. Es besteht aus zwei Kleinhirnhemisphären, die vom Kleinhirncortex (Kleinhirnrinde) bedeckt werden und spielt unter anderem eine wichtige Rolle bei automatisierten motorischen Prozessen.
Basalganglien
Basalganglien/Nuclei basales/basal ganglia
Basalganglien sind eine Gruppe subcorticaler Kerne (unterhalb der Großhirnrinde gelegen) im Telencephalon. Zu den Basalganglien zählen der Globus pallidus und das Striatum, manche Autoren schließen weitere Strukturen mit ein, wie z. B. das Claustrum. Die Basalganglien werden primär mit der Willkürmotorik in Verbindung gebracht.
Hirnstamm
Hirnstamm/Truncus cerebri/brainstem
Der „Stamm“ des Gehirns, an dem alle anderen Gehirnstrukturen sozusagen „aufgehängt“ sind. Er umfasst – von unten nach oben – die Medulla oblongata, die Pons und das Mesencephalon. Nach unten geht er in das Rückenmark über.
Axon
Axon/-/axon
Das Axon ist der Fortsatz der Nervenzelle, der für die Weiterleitung eines Nervenimpulses zur nächsten Zelle zuständig ist. Ein Axon kann sich vielfach verzweigen, und so eine Vielzahl nachgeschalteter Nervenzellen erreichen. Seine Länge kann mehr als einen Meter betragen. Das Axon endet in einer oder mehreren Synapse(n).
Soma
Soma/-/cell body
Der Zellkörper, auch Soma genannt, ist das Stoffwechselzentrum der Zelle. Er trägt neben den Zellorganellen – zum Beispiel die Mitochondrien – auch den Zellkern mit den Erbanlagen. Vom Zellkörper gehen die Dendriten und das Axon (langer faserartiger Fortsatz von Nervenzellen) ab.
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Myelin
Myelin/-/myelin
Myelin ist eine fetthaltige Substanz, die aus Gliazellen gebildet wird. Sie umhüllt die Axone (lange faserartige Fortsätze) von Nervenzellen und isoliert diese, so dass Nachrichten nicht ungehindert auf benachbarte Nervenzellen übergehen können. Zudem wird so die Signalleitung enorm beschleunigt.
Axon
Axon/-/axon
Das Axon ist der Fortsatz der Nervenzelle, der für die Weiterleitung eines Nervenimpulses zur nächsten Zelle zuständig ist. Ein Axon kann sich vielfach verzweigen, und so eine Vielzahl nachgeschalteter Nervenzellen erreichen. Seine Länge kann mehr als einen Meter betragen. Das Axon endet in einer oder mehreren Synapse(n).
Graue Substanz
Graue Substanz/-/gray matter
Als graue Substanz wird eine Ansammlung von Nervenzellkörpern bezeichnet, wie sie in Kerngebieten oder im Cortex (Großhirnrinde) vorkommt.
Mesencephalon
Mesencephalon/-/mecencephalon, midbrain
Das Mittelhirn ist der oberste Abschnitt des Hirnstammes. Seine Regionen liegen um das Aquädukt, einen mit Hirnflüssigkeit gefüllten Kanal. Prominente Strukturen sind das Tektum (Mittelhirndach) und das Tegmentum (Mittelhirnhaube).
Substantia nigra
Substantia nigra/Substantia nigra/substantia nigra
Ein Kernkomplex im Mesencephalon, der eine wichtige Rolle bei der Bewegungseinleitung spielt. Er ist dunkel gefärbt und liegt im Tegmentum, seine Neurone stehen mit dem Basalganglien, dem Putamen und dem Nucles caudatus in Verbindung. Ein Ausfall führt zu Symptomen des Morbus Parkinson (Parkinson-Krankheit).
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Kern
Kern/-/nucleus
Der Kern ist in einer Zelle der Zellkern, der unter anderem die Chromosomen enthält. Im Nervensystem ist der Kern eine Ansammlung von Zellkörpern – im zentralen Nervensystem als graue Masse, ansonsten als Ganglien bezeichnet.
Farbton
Farbton/-/hue
Eine der Wahrnehmungsdimensionen von Farbe: die dominante Wellenlänge.
Nucleus
Nucleus/Nucleus/nucleus
Nucleus, Plural Nuclei, bezeichnet zweierlei: Zum einen den Kern einer Zelle, den Zellkern. Zum zweiten eine Ansammlung von Zellkörpern im Gehirn.