Akademik

Hirnforschung,

 

interdisziplinäres Forschungsgebiet aus dem Bereich der Neurowissenschaft, das sich mit der Erforschung des zentralen Nervensystems (Gehirn, Rückenmark) befasst.

 

Eine Voraussetzung für die schnelle Entwicklung der Hirnforschung als wissenschaftliche Disziplin im 20. Jahrhundert war die sich schon im 19. Jahrhundert durchsetzende Erkenntnis, dass Geist und Vernunft Funktionen des Organs Gehirn sind und psychische Störungen auch auf pathologische Veränderungen des Gehirns zurückgeführt werden können. Die moderne Hirnforschung versucht mit naturwissenschaftlichen Methoden, die Funktionsabläufe des Gehirns in Zusammenhang mit den vom Zentralnervensystem gesteuerten physiologischen Funktionen (Sinneswahrnehmung, Motorik, Sprache, Schlaf-wach-Rhythmus), mit vegetativen Funktionen (Blutkreislauf, Verdauung u. a.) und höheren Hirnleistungen (Empfinden, Denken, Handeln, Bewusstsein) zu setzen.

 

Wesentliche methodische Elemente der Hirnforschung kommen aus vielen Bereichen der experimentellen Forschung wie der Neuroanatomie, der Histologie, der Neurophysiologie, der Neuroradiologie, der Neurochemie, der Entwicklungsphysiologie, der Neurobiologie, der Elektrophysiologie, der Molekularbiologie und der Psychopharmakologie. Einen entscheidenden Beitrag haben auch viele Neuentwicklungen geleistet, z. B. die Elektronenmikroskopie, besonders in Verbindung mit neueren histologischen Methoden (Immunhistochemie, Autoradiographie).

 

Da die meisten dieser Methoden nur bei geöffnetem Schädel oder nur an Hirnmaterial angewendet werden können, sind weite Bereiche der Hirnforschung auf Tierexperimente angewiesen. Die klinische Hirnforschung ist daher oft auf nichtinvasive Methoden beschränkt, z. B. auf moderne bildgebende Verfahren wie Computer- und Kernspintomographie oder Kernresonanzspektroskopie. Mit der Positronenemissionsspektroskopie können funktionelle Vorgänge auf der Ebene des neuronalen Energiestoffwechsels oder auf der Ebene der Neurotransmission im Patienten sichtbar gemacht werden. Die Elektroenzephalographie ermöglicht es, bioelektrische Potenzialschwankungen von Nervenzellverbänden in den äußeren Hirnschichten entweder im Ruhezustand oder nach Aktivierung durch äußere Reize (evozierte Potenziale) zu messen. In den letzten Jahren wurde wieder verstärkt die Möglichkeit genutzt, über computergesteuerte Auswertesysteme anatomische Karten der elektrischen Hirnaktivität zu erstellen (BEAM, Abkürzung von englisch brain electrical activity mapping). Die klinisch orientierte Hirnforschung befasst sich hauptsächlich mit der Untersuchung von pathologischen Veränderungen der Hirnfunktion, deren Bedeutung für Entstehung und Verlauf neurologischer und psychiatrischer Krankheiten und der Therapie dieser Erkrankungen (z. B. durch auf das Zentralnervensystem wirkende Arzneimittel, u. a. Antiepileptika und Psychopharmaka).

 

Während die Hirnforschung auf der molekularen und neuronalen Ebene des Gehirns in den letzten Jahrzehnten große Fortschritte gemacht hat, sind weite Bereiche der Hirnfunktion auch heute noch unverstanden, so die Steuerung der ursprünglichen Entwicklung aus undifferenzierten Nervenzellen zu Beginn der Ontogenese zu einem System von rd. 100 Mrd. ausdifferenzierter Nervenzellen, die auf das Komplexeste miteinander verschaltet sind. Auch die biologische Basis der enormen Gedächtnisleistung des Gehirns und seiner Fähigkeit, bis zu 2 Mio. sensorische Eingänge und bis zu rd. 100 000 funktionelle Ausgänge gleichzeitig zu ver- und zu bearbeiten, sowie die Grundlagen individuellen Bewusstseins und individuellen Persönlichkeitsempfindens sind bisher unbekannt.