Die Substantia nigra: ihre Bedeutung für Bewegung und das Lernen

Die Substantia nigra ist an wichtigen Prozessen beteiligt. Zum Beispiel beeinflusst sie deinen Schlaf, deine Stimmung und wie du reagierst, wenn deine Erwartungen nicht erfüllt werden.

Geschrieben und geprüft von der Psychologin María Alejandra Castro Arbeláez.

Letzte Aktualisierung: 14. Februar 2023

Die Substantia nigra, auch Schwarze Substanz genannt, ist eine der erstaunlichsten Gehirnstrukturen des Menschen. Obwohl du vielleicht denkst, dass sie unwichtig ist, wenn du sie nach ihrer Größe beurteilst, so ist sie für deinen Körper tatsächlich von entscheidender Bedeutung.

Dieser Artikel handelt von der Substantia nigra. Im Folgenden werden wir sie genauer definieren und auch über ihre Bestandteile und Funktionen sprechen. Außerdem erfährst du hier, welche Krankheiten sich aus einer damit verbundenen Veränderung ergeben können. Bist du bereit, um mehr darüber zu lernen?

Was genau ist die Substantia nigra?

Diese Struktur ist Teil der Basalganglien, eines Kreislaufs miteinander verbundener Kerne. Sie befindet sich im Mittelhirn deines Gehirns. Außerdem ist sie auf beiden Seiten deines Gehirns vorhanden, das heißt, es gibt eine in jeder Gehirnhälfte.

Wahrscheinlich fragst du dich, warum die Schwarze Substanz diesen Namen trägt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Neuronen dieser Struktur ein Pigment haben, das ihnen einen dunklen Farbton gibt. Der Name dieses Pigments ist Neuromelanin. Es kommt in dopaminergen Neuronen vor, die in diesem Bereich häufig vorhanden sind.

Die Substantia nigra und ihre Funktionen

Die Substantia nigra besteht aus zwei Teilen und jeder von ihnen hat eine eigene Funktion:

• Pars compacta (kompakt): Dieser ist für die Übertragung von Signalen an die übrigen Basalganglien verantwortlich. Darüber hinaus initiiert und reguliert dieser Teil die Feinmotorik durch Projektionen von dopaminergen Neuronen. Das Hauptmerkmal dieses Bereichs ist, dass er dunkler ist und mehr dopaminerge Neuronen enthält.
• Pars reticulata (vernetzt): Die Funktion dieses Teils besteht darin, Signale von den Basalganglien an verschiedene Bereiche des Gehirns zu senden, insbesondere an den Thalamus und das Informationskontrollzentrum. Es enthält weniger Dopamin-Neuronen.

Glaube in diesem Zusammenhang jedoch nicht, dass der vernetzte Abschnitt keine wesentliche Rolle spielt, da sich in dem kompakten Teil mehr dopaminerge Neuronen befinden. Er hilft insbesondere bei der neuronalen Hemmung durch den GABA-Neurotransmitter.

Lernen

Die Substantia nigra ist an die Lernprozesse gebunden, da sie die Reaktion des Gehirns auf Reize vermittelt. Ihre Funktion ist es, das Lernen dank der verstärkenden Wirkung von Dopamin zu erleichtern. Darüber hinaus geht es hauptsächlich um räumliches Lernen.

Doch warum diese Funktion? Dies liegt daran, dass eine große Anzahl von dopaminergen Neuronen aktiviert wird, wenn überraschende Reize auftreten. Dies würde die Implikation dieser Struktur unterstützen, da sie Neuronen dieses Typs enthält. Allerdings geschieht dies nicht isoliert. Stattdessen wirkt dieser Bereich in Verbindung mit anderen Gehirnstrukturen.

Motorische Fähigkeiten

Wie wir bereits am Anfang dieses Artikels erwähnt haben, ist die Substantia nigra Teil der Basalganglien, einer Reihe von Kernen, die die Bewegung beeinflussen. Was ist also die spezifische Wirkung dieser schwarzen Substanz? Das Starten und Lenken von Bewegungen, bei denen Feinmotorik erforderlich ist.

Augenbewegungen beeinflussen die Aktivierung des retikulierten Teils in Verbindung mit dem Thalamus und anderen Strukturen des Nervensystems. Sie arbeiten vor allem so, dass sich unser Blick in den Bewegungen unseres Gesichts und unseres Kopfes stabilisiert. Darüber hinaus greifen sie in die visuelle Verarbeitung ein.

Verstärkungen und Belohnungen

Wenn du angenehme Empfindungen erlebst, aktivieren sich auch die Neuronen der Substantia nigra und nehmen an den Belohnungskreisläufen teil. Laut Bear, Connors und Paradiso, den Autoren des Buches Neuroscience: Exploring the Brain, erleichtert dies die Vorhersage von Verhaltensweisen, die eine Verstärkung beinhalten.

Wenn sich also Verhaltensmuster wiederholen, wirkt auch die Substantia nigra. Dies liegt daran, dass es Assoziationen zwischen Reizen und Reaktionen gibt. Daher ist diese Angelegenheit mit Motivation, Verstärkung und Sucht verbunden. Hauptsächlich, weil der adaptive Einsatz des Lernens es auslösen kann.

Schlafregulierung

Auch hier sind die dopaminergen Neuronen, die sich unter anderem anderenorts befinden, in dieser Struktur sehr wichtig. Sie regulieren deinen biologischen Schlafrhythmus; das heißt, sie haben mit Wachschlafmustern zu tun. Dies ist die Art von Schlaf, bei der die aktivsten und schnellsten Augenbewegungen auftreten. Ist dies nicht unglaublich?

Zusätzlich zu diesen Funktionen spielt die Substantia nigra eine Rolle bei der temporären Verarbeitung. Das heißt, in der Wahrnehmung der Zeit, in Bezug auf die Erfassung von Reizintervallen.

Die Substantia nigra und mit ihr verbundene Krankheiten

Wie du in unserem Beitrag gesehen hast, wirkt die Substantia nigra in mehreren möglichen Funktionen. Aus diesem Grund können Veränderungen zu verschiedenen Krankheiten führen. Hier sind zwei der schwerwiegendsten:

• Schizophrenie. Dies ist eine psychische Störung, an der die Schwarze Substanz beteiligt zu sein scheint. Was hier passiert, ist, dass diese Störung die dopaminergen Wege verändert, einschließlich der Spiegel dieses Neurotransmitters. In der Tat können sie bei dieser Krankheit ziemlich stark ansteigen. Daher ist es nicht ungewöhnlich, dass die Krankheit Symptome aufweist, die sich auf die Motivation und Stimmung beziehen.
• Parkinson-Krankheit. Dopaminerge Neuronen degenerieren, insbesondere im kompakten Teil der Schwarzen Substanz. Wenn du ein wenig über seine Funktionen nachdenkst, kannst du außerdem sehen, wie eng sie mit einigen Symptomen der Krankheit zusammenhängen: motorische Störungen, Stimmung und Schlaf, zum Beispiel.

Kurz gesagt, die Substantia nigra hilft uns bei:

• Bewegungen,
• Motivation,
• Schlaf,
• der Erkennung von Reizintervallen,
• Stimmung,
• Lernen und
• der Verbindung von Nervensignalen

Daher führt ihre Abwesenheit oder Veränderung zu erheblichen Problemen in den Prozessen, in denen sie eine Rolle spielt.