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Energiesparen beginnt im Hirn

Für den Betrieb ihrer Nervenzellen benötigen Säugetiere überraschend wenig Energie. Vielleicht ermöglichte erst die Erfindung solcher "Sparneuronen" die Evolution großer Gehirne.

Neurowissenschaft 10.09.2009

Das zeigt eine Studie Forschern der Universität London und des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung. Sie wurde in der aktuellen Ausgabe des Fachblattes "Science" (Bd. 325, S. 1405) veröffentlicht.

Verschwenderischer Tintenfisch

Die deutschen und britischen Forscher untersuchten im Rahmen ihrer Studie die Signalweiterleitung im Gehirn von Ratten. An sogenannten unmyelinisierten Axonen, Fortsätzen von Nervenzellen, die für den Transport von Signalen zuständig sind, maßen sie bei der Informationsweitergabe einen überraschend geringen Energiebedarf. Die Herstellung sogenannter Aktionspotenziale brauchte bei Ratten nur ein Drittel dessen, was frühere Messungen an Tintenfischen nahegelegt hätten, erklärte Henrik Alle vom Max-Planck-Institut.

Optimierte Ionenströme

Als Grund dafür machten die Forscher eine genaue Abstimmung des Ionentransportes in der Zelle aus. Die am Aktionspotenzial beteiligten Ströme kämen sich dadurch kaum in die Quere. Die Studienautoren maßen den Energieverbrauch zwar nur in der Hirnregion namens "Hippocampus", sie gehen aber davon aus, dass ihre Ergebnisse auch in der deutlich größeren Hirnrinde gelten, in der die zentrale Informationsverarbeitung stattfindet.

Evolutionäre Initialzündung?

Die sparsame Signalweiterleitung im Gehirn könnte weitreichende Folgen haben. "Möglicherweise hat dies dazu beigetragen, dass sich komplexe Gehirne wie die der Säuger entwickeln konnten", vermutet Alle. Der physiologische Hintergrund: Das Hirn ist ein regelrechter Energiefresser. Obwohl es beim Menschen nur zwei Prozent des Körpergewichts ausmacht, ist es für 20 Prozent des Energieverbrauchs verantwortlich. Ohne die jetzt entdeckte Sparsamkeit wäre der Verbrauch noch höher.

[science.ORF.at</a>/APA/AP, 10.9.09]

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