Die Neurowissenschaften und ihre Entwicklung im Laufe der Zeit

Die Neurowissenschaften bestehen aus einer Reihe wissenschaftlicher Disziplinen, die sich auf das Studium des Nervensystems konzentrieren. Dieses besteht aus dem zentralen Nervensystem und dem peripheren Nervensystem. Eines der Hauptziele der Neurowissenschaften ist es, die Mechanismen der Regulation und Kontrolle von Nervenreaktionen sowie die Gehirnfunktion zu verstehen.

Dr. Ángeles Castro erläutert die Entwicklung der Neurowissenschaften im Laufe der Zeit und ihren Beitrag zur Wissenschaft.

Das Gehirn und die Neurowissenschaften

Das Gehirn als Kontrollsystem wird heute von den Neurowissenschaften untersucht. Seine Entwicklung begann bereits in der Zeit der Griechen und wird bis heute fortgesetzt. Der menschliche Körper ist ein komplexes Geflecht von Nervennetzwerken, die vom Gehirn gesteuert werden. Täglich bleiben Millionen von Neuronen ununterbrochen miteinander verbunden und übertragen Impulse mit spezifischen Informationen an jedes Organ des Körpers.

Das Gehirn ist eine überaus komplexe Struktur, und viele Eigenschaften seiner Funktionsweise sind noch unbekannt. Dennoch hat die von den Neurowissenschaften durchgeführte Forschung ein tieferes Verständnis der Struktur, Funktion und Bedeutung des Nervensystems ermöglicht.

Bedeutung der Neurowissenschaften

Zu den wichtigsten Aspekten der Neurowissenschaften gehört das Studium der Lernfähigkeit des Menschen, die direkt mit der Überlebensfähigkeit verbunden ist. Über die Evolutionstheorie von Darwin hinaus wurde das Gehirn mehr oder weniger genutzt, um zu lernen: von der Nahrungsbeschaffung, dem Feuermachen, der Jagd, der Sesshaftwerdung und der Einführung von Lebensaktivitäten bis hin zu den industriellen Revolutionen und der Entwicklung der künstlichen Intelligenz.

All dies wurde zweifellos durch das Lernen ermöglicht, das mit der Verfeinerung der Gehirnfunktionen und der Effizienz neuronaler Interaktionen verbunden ist. Diese Faktoren werden von den Neurowissenschaften gründlich untersucht.

Darüber hinaus erleben die Neurowissenschaften in diesem Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts eine Integration mit anderen Wissensbereichen, zum Beispiel mit Embryologie, Physiologie, Biochemie, Pharmakologie, Psychologie, Neurologie, Bioingenieurwesen, Informatik und Künstliche Intelligenz.

Historische Hintergründe der Neurowissenschaften

Erste Begegnungen mit den Neurowissenschaften

Im Griechenland des 5. Jh. v. Chr. beschrieb Alkmaion von Kroton die Sehnerven, die er bei durchgeführten Sektionen entdeckte. In seinen Ausführungen stellte er die These auf, dass das Gehirn der Sitz des Denkens und der Empfindungen sei.

Ähnlich bemerkte das Corpus Hippocraticum: „Die Menschen müssen wissen, dass Freude, Frohsinn, Kummer, Leid und Klagen vom Gehirn und von keinem anderen Ort herrühren. Gerade dadurch erlangen wir Weisheit und Erkenntnis, sehen, hören und wissen, was unsinnig und was recht ist, was schlecht und was gut ist, was süß und was widerlich ist… Und durch dasselbe Organ werden wir verrückt und wahnsinnig, und Angst und Schrecken überkommen uns… Wir erfahren all dies durch das Gehirn, wenn es nicht gesund ist… Ich bin der Meinung, dass das Gehirn dem Menschen auf diese Weise die größte Macht verleiht.“

Andererseits vertrat Aristoteles die Ansicht, dass der Sitz des Intellekts im Herzen liege, und behauptete, dass die rationale Natur des Menschen auf der Fähigkeit des Gehirns beruhe, das überhitzte Blut des Herzens abzukühlen.

Später schlug Galen, gestützt auf die Lehren des Hippokrates und basierend auf den strukturellen Unterschieden zwischen Gehirn und Kleinhirn, vor, dass das Kleinhirn die Muskeln steuere. Ebenso sei es der Empfänger der Empfindungen und speichere das Gedächtnis. Zudem stellte er eine Verbindung zwischen den Hirnventrikeln und den Herzhöhlen her und behauptete, dass Empfindungen und Bewegungen vom Fluss der Körpersäfte zu und von den Hirnventrikeln über die Nerven abhängen.

Die Neurowissenschaften im 18. Jahrhundert

In dieser Periode stellte man fest, dass das Nervengewebe eine Drüsenfunktion ausübt. Basierend auf Galens Theorie wurde angenommen, dass die Nerven der Kanal seien, durch den die vom Gehirn und Rückenmark abgesonderten Flüssigkeiten in die Peripherie des menschlichen Körpers transportiert werden.

Bezüglich der Gehirnanatomie enthüllte Vesalius mehrere Details. Das Konzept der ventrikulären Lokalisation und der Gehirnfunktionen blieb jedoch unverändert. Ähnlich trug die Erfindung hydraulischer Maschinen dazu bei, die ventrikuläre Theorie des Gehirns zu untermauern. Diese Theorie besagt: „Die aus den Ventrikeln ausgestoßenen Flüssigkeiten pumpen den Organismus, weshalb sich die Muskeln bei Bewegung vergrößern.“

Entsprechend verteidigte René Descartes die mechanistische Theorie der Gehirnfunktion, um das Verhalten von Tieren zu erklären. Diese konnte jedoch die Komplexität des menschlichen Verhaltens nicht erklären, da das Individuum über einen von Gott gegebenen Intellekt und eine Seele verfüge. Descartes war fest davon überzeugt, dassdas Gehirn das menschliche Verhalten in seiner animalischen Komponente kontrolliert und dass die besonderen Fähigkeiten des Menschen außerhalb des Gehirns, im Geist („l’esprit“) liegen.

Auf Basis dieser Theorie entstanden zwei Denkrichtungen, die bis heute fortbestehen. Zum einen die mechanistische Philosophie, die denKörper als Maschine betrachtet und als solche – einschließlich des Gehirns – analysiert werden muss. Zum anderen die Geist-Körper-Linie, die von einigen Neurowissenschaftlern geteilt wird.

Die Neurowissenschaften im 19. und 20. Jahrhundert

Der Aufbruch der Neurowissenschaften begann mit den Entdeckungen von Santiago Ramón y Cajal, der Proteine und Neuronen als Grundlage der zellulären Struktur des Gehirns untersuchte. Über die Neuronen sagte er: „Das Nervensystem besteht aus unabhängigen Zellen: den Neuronen, die an spezifischen Stellen miteinander in Kontakt stehen.“

Außerdem entwickelte Ramón y Cajal eine neue neuroanatomische Theorie und beschrieb die neuronale Struktur. Er legte auch die Mechanismen fest, die sie steuern, sowie Entwicklung, Degeneration und Regeneration des Nervensystems. Diese Elemente bilden die Grundlage der heutigen Neurowissenschaften.

Ein Fortschritt der Neurowissenschaften wäre ohne den Aufschwung der Neurophysiologie kaum denkbar, einer Wissenschaft, die Ende des 18. Jahrhunderts mit Galvanis Untersuchungen über den Einfluss elektrischer Ströme auf die Aktivität der Zellen des Muskelgewebes entstand.

Die Neurontheorie wurde durch verschiedene Studien bestätigt, unter anderem durch Ross Harrison. Dieser Embryologe belegte mittels Gewebekulturen die Theorie und zeigte, dass die Fortsätze der Neuronen, die Dendriten und Axone, fortlaufende Strukturen des Zellkörpers sind und sich aus diesem entwickeln.

Fortgeschrittene Entdeckungen

Später im 19. Jahrhundert entwickelten die Wissenschaftler Emil du Bois-Reymond, Johannes Müller und Hermann von Helmholtz die Grundlagen der Elektrophysiologie. Außerdem entdeckte Helmholtz die elektrische Aktivität der Neuronen während der Informationsübertragung zwischen Zellen.

Im selben Forschungsbereich klärten der Arzt Charles Bell und der Physiologe François Magendie den Signalweg zwischen dem Nervensystem und der Körperperipherie. Zudem bestätigte der Neurophysiologe Charles Scott scharf die Theorie von Ramón y Cajal über die Interneuronen-Kontakte, die er Synapsen nannte.

Ende des 19. Jahrhunderts begann die Pharmakologie sich zu entwickeln und erlangte größere Beachtung, als Claude Bernard, Paul Ehrlich und John Langley zeigten, dass Medikamente mit spezifischen Zellrezeptoren interagieren. Diese Entdeckung bildet die Grundlage für die heutigen Studien zur chemischen synaptischen Übertragung. Etwa um 1960 beobachtete der Biochemiker Hornykiewicz, dass das Gehirn von Parkinson-Patienten eine niedrige Dopaminkonzentration aufwies. Damit wurde eine pathophysiologische Korrelation zwischen einem Neurotransmitterdefizit und dem Auftreten einer neurologischen Erkrankung hergestellt.

In den letzten Jahren

In den letzten Jahren ist die Entwicklung der Neurowissenschaften eng mit der Psychologie verknüpft worden, einer Disziplin, die seit der griechischen Antike mit denselben Fragen zur Natur des Geistes und des menschlichen Verhaltens existiert.

Fazit

Abschließend lässt sich feststellen, dass sich die Neurowissenschaften ständig weiterentwickeln, sodass die Konzepte und die Bestätigung verschiedener Hypothesen zu wichtigen Entdeckungen zum Verständnis der Gehirnstruktur geführt haben. Ebenso ermöglicht der multidisziplinäre Ansatz, der sie auszeichnet, die Untersuchung verschiedener Aspekte, um die Fragen nach der spezifischen Funktionsweise des Nervensystems und seiner einzelnen Bestandteile zu beantworten.

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Dieser Artikel wurde übersetzt; Link zum Originalartikel auf Spanisch:
Las neurociencias y su evolución en el tiempo