Neuronale Synchronisation: Das Orchester deines Gehirns

13 August, 2020
Hast du dich schon einmal gefragt, wie deine Neuronen funktionieren? Wie kommunizieren alle Nervenzellen in deinem Gehirn miteinander? Die Antwort lautet neuronale Synchronisation. Wir erklären dir heute, was genau sich dahinter verbirgt.

In den vergangenen Jahrzehnten wurde sehr viel über das Gehirn und seine Funktionsweise geforscht. Die Wissenschaftler wollten verstehen, wie Neuronen ein Gefühl, ein Konzept oder eine Realität kreieren. In diesem Zusammenhang spielt neuronale Synchronisation eine entscheidende Rolle.

Zunächst wurde angenommen, dass das Nervensystem in einer hierarchischen Struktur aufgebaut ist. Eine Gruppe von Neuronen ist beispielsweise dafür verantwortlich, bestimmte Dinge zu kodieren. Anschließend werden diese Informationen dann an eine spezialisierte Neuronengruppe weitergeleitet. Schließlich übermitteln diese die Information dann an ein weiteres Neuron, welches dafür verantwortlich ist, alle Informationen als Ganzes zu verarbeiten.

Allerdings würde diese spezialisierte Neuronengruppe eine riesige Anzahl spezifischer Neuronen erfordern, die sich unmöglich in einem bestimmten Raum befinden können. Eine weitere Einschränkung dieses Ansatzes war die Tatsache, dass er keine Erklärung für alle unterschiedlichen kognitiven Funktionen wie Aufmerksamkeit oder Erwartung liefern konnte.

Daher entwickelten Forscher ein weiteres Modell, die neuronale Synchronisation, um diese Prozesse verstehen und erklären zu können. Hierbei funktioniert das Gehirn dezentral. Demzufolge ist es fähig, verschiedene Informationen gleichzeitig zu verarbeiten und mehrere Areale zur selben Zeit zu aktivieren.

Somit wäre die neuronale Synchronisation für die sehr detaillierte Koordination der gesamten Gehirnaktivität verantwortlich.

neuronale Synchronisation - Gehirn eines Babys

Neuronale Synchronisation

Diese koordinierte Anstrengung deiner Neuronen ermöglicht es unterschiedlichen Neuronengruppen aus vielen verschiedenen Hirnarealen, dynamisch und funktional miteinander zu kooperieren.

Und dies spielt auch eine wesentliche Rolle für die effektive Kommunikation in deinem Gehirn. Sie kann auf vielfältige Weise erfolgen. Zum Beispiel kann sie zwei verschiedene Neuronen synchronisieren, die sich nahe beieinander oder aber in zwei unterschiedlichen Gruppen auf gegenüberliegenden Seiten des Gehirns befinden.

All dies ist nur möglich, wenn in diesen Neuronengruppen ein Muster elektrischer Aktivität vorliegt. Neuronen können nur miteinander kommunizieren, wenn Output und Input gleichzeitig erfolgen.

Technisch gesprochen bedeutet das, dass die Aktionspotentiale zur selben Zeit erfolgen müssen. Allerdings beinhaltet neuronale Synchronisation auch unkoordinierte Episoden, da sie den Wechsel zwischen kognitiven Zuständen und Aufgaben ermöglichen.

neuronale Synchronisation - erleuchtete Nervenbahnen

Beweise für die neuronale Synchronisation

Wie wir bereits erwähnt haben, ist die Synchronisation zwischen Neuronen oder Neuronengruppen von essentieller Bedeutung, um verschiedene Hirnareale miteinander zu verbinden und Dinge erfolgreich zu erledigen. Einer der kognitiven Prozesse, über die am meisten gesprochen wird, ist die Sprache.

In einer Studie wurden Studenten dazu aufgefordert, auf die Wörter zu achten, die sie entweder hörten oder sahen. Bei diesen Wörtern konnte es sich um Verben und konkrete oder abstrakte Namen handeln. Während die Studenten die Wörter sahen oder lasen, wurden ihre Gehirnwellen untersucht, um deren Synchronizität zu berechnen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Verben weniger Synchronisation im Frontallappen erzeugten als die Namen. Außerdem bewirkten konkrete Namen eine größere Synchronisierung zwischen den beiden Gehirnhälften als abstrakte Namen.

Darüber hinaus erzeugt auch die Interaktion mit anderen Menschen eine neuronale Synchronisation zwischen diesen beiden. Die Gehirnaktivität jeder Person synchronisiert sich mit der der anderen Person, beispielsweise während einer Unterhaltung.

Eine andere Studie untersuchte für einen längeren Zeitraum eine Gruppe von Schülern, die alle in derselben Klasse waren. Dabei fanden die Forscher heraus, dass sich die Gehirne besonders stark mit denen ihrer Klassenkameraden synchronisierten, wenn die Schüler besonders motiviert waren und ihnen der Unterricht Spaß machte.

gelb leuchtendes Gehirn einer Frau

Was bedeutet das?

Die Erkenntnisse über neuronale Synchronisation sind wichtige Instrumente, mit denen wir verstehen können, wie das Gehirn Informationen verarbeitet, wie es mit dem Rest des Körpers in Beziehung tritt und wie Menschen sich mit anderen Menschen verbinden.

Darüber hinaus könnte dieses Modell auch dazu genutzt werden, um einige Gehirn- und psychische Störungen besser zu verstehen. Zum Beispiel können bei verschiedenen Patienten mit Schizophrenie oder Autismus unsynchronisierte Muster der Gehirnaktivität beobachtet werden, die sich auf ihre Wahrnehmung der Realität oder ihre Kommunikationsabsichten auswirken könnten.

  • Niklitschek, S.L., Pino P.1 y Aboitiz F.D. (2011). Sincronía neuronal y esquizofrenia: luces y sombras. Revista chilena de neuro-psiquiatría, 49(4), 372-380.