Wie Gedanken enstehen

Es ist eine der faszinierendsten Fragen der modernen Wissenschaft. Weltweit arbeiten Hirnforscher fieberhaft daran, das Geheimnis des Denkens zu lüften. Vieles bleibt noch ungelöst – und dennoch ist es den Forschern schon jetzt gelungen, entscheidende Rätsel zu entschlüsseln. „Jeder Gedanke geht mit einem eigenen Muster von Hirnaktivität einher: mit einem einzigartigen, unverwechselbaren Gedankenabdruck“, sagt der Neurologe John-Dylan Haynes. Fest steht auch: Das Gehirn benutzt bestimmte Mechanismen, um die elektrische Aktivität von Nervenzellen in Wahrnehmungen, Erinnerungen und Verhalten umzuschreiben. Ein Gedanke entsteht erst im Zusammenspiel sehr vieler elektrischer Signale, die sich im Gehirn ausbreiten.

1. Der Neuronen-Code unserer Gedanken
 
Eine Hirnzelle ist nur eine von 100 Milliarden Nervenzellen, aus denen das menschliche Gehirn im Durchschnitt besteht. Diese ist nichts weniger als die Wurzel des Denkens, die Urquelle jedes Gedankens, den wir fassen. Eine Nervenzelle ist ein Wunderwerk aus drei Bausteinen: den verästelten Dendriten, dem Zellkörper und dem Axon, dem langen Nervenfortsatz der Zelle. Eine einzelne Gehirnzelle kann man sich vorstellen wie einen Minicomputer, der Stromstärken umrechnet und darüber entscheidet, ob eine Information weitergeleitet wird oder nicht. Dabei arbeiten die „Lungen“ der Zellen, die sogenannten Mitochondrien, auf Hochtouren und setzen Sauerstoff und Kohlenhydrate in Energie um. Das Gehirn verbraucht rund 40 Prozent der täglich aufgenommenen Kalorien und 20 Prozent des Sauerstoffs.

2. Wenn der Funke überspringt: die Synapse

Im Spalt zwischen zwei Neuronen, der Synapse, entlädt sich ein wahres Feuerwerk. Es ist die entscheidende Stelle, an der zwei Neuronen miteinander kommunizieren, denn die beiden Zellen sind eben nicht direkt miteinander verbunden. Zwischen ihnen besteht immer eine Lücke, die überbrückt werden muss. Deshalb wird das elektrische Signal in ein chemisches übersetzt – so, als würde man eine digitale E-Mail ausdrucken und dann als Brief verschicken. Die eigentlichen Nachrichtenüberbringer sind also die chemischen Neurotransmitter – Botenstoffe wie Dopamin, Serotonin oder Noradrenalin. Sie nehmen Einfluss darauf, wie stark die Nervenzelle auf bestimmte Reize reagiert. Ein Gedanke ist also ein Zusammenspiel vieler elektrischer Signale, die sich im Gehirn ausbreiten.

3. Die Boten des Denkens

In jeder Synapse liegt eine große Anzahl winziger Bläschen bereit, angefüllt mit Neurotransmittern. Sobald über das Axon ein elektrisches Signal heranrauscht, verschmelzen ein paar der Bläschen mit der Zellwand, und die Neurotransmitter fließen aus der Nervenzelle hinaus in den synaptischen Spalt. Sofort driften diese kleinen chemischen Moleküle zur gegenüberliegenden Zelle. Dort, auf der anderen Seite der Synapse, warten Kontaktmoleküle auf die Neurotransmitter. Die beiden Partner verschmelzen miteinander. Das wirkt wie ein Schlüsselsignal: In der zweiten Nervenzelle öffnen sich bestimmte Pforten. Durch sie strömen elektrisch geladene Teilchen in die Zelle, und es baut sich ein neuer elektrischer Impuls auf. Nun kann das Nervensignal durch die zweite Zelle fließen. Körperwerkzeuge, sogenannte Enzyme, zerlegen danach die Neurotransmitter und bringen deren Bestandteile zur ersten Nervenzelle zurück, wo sie „recycelt“ werden.