Was im Gehirn zwischen grau und weiß liegt

Graue - weiße Substanz

Neurowissenschaftler betrachten das Gehirn als ein Gebilde, das aus zwei grundlegenden Gewebetypen zusammengesetzt ist. Die graue Substanz besteht aus Milliarden von Neuronen, welche eine dünne Schicht auf der Hirnoberfläche bilden. Diese neuronalen Zellen sind durch millionenfache Verbindungen, die gebündelt tiefer im Gehirn verlaufen und die weiße Substanz bilden, in einem verschachtelten Netzwerk zusammengeschaltet.

Bis vor kurzem war über die Grenzfläche zwischen der weißen und der grauen Substanz - der so genannten „oberflächlichen weißen Substanz“ - noch nicht viel bekannt. Frühere Untersuchungen hatten jedoch darauf hingedeutet, dass schwerwiegende Erkrankungen wie Alzheimer und Autismus mit dieser Region verknüpft sind. Nun ist es einem multidisziplinären Team unter der Leitung von Nikolaus Weiskopf vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften gelungen, die oberflächliche weiße Substanz im lebenden menschlichen Gehirn mit Hilfe eines 7-Tesla-MRT Scanners zu kartographieren. Es wurde nachgewiesen, dass die oberflächliche weiße Substanz sehr viel Eisen enthält, das für den Prozess der Myelinisierung notwendig ist. Myelin macht die weiße Substanz weiß. Es bildet die Fettschicht der Axone der Nervenzellen, die die Informationsübertragung durch das Gehirn beschleunigt. Dieser Prozess kann während der gesamten Lebensspanne auftreten, ist aber in der frühen Entwicklung des Gehirns vorherrschend. Tatsächlich fand sich die größte Eisenkonzentration in der oberflächlichen weißen Substanz in Regionen des frontalen Kortex, der sich im gesamten Prozess der Hirnreifung am langsamsten entwickelt. So ist der frontale Kortex erstaunlicherweise erst im vierten Lebensjahrzehnt eines Menschen vollständig myelinisiert.

Die Forscher hoffen, dass die Methode dazu beitragen kann, unser Verständnis davon sowie von Veränderungen der oberflächlichen weißen Substanz entscheidend zu verbessern.

Bild: Die Wissenschaftler erstellten hochauflösende Karten der Grenze zwischen weißer und grauer Substanz über das gesamte lebende Gehirn hinweg. © Karolina Grabowska.