Der suprachiasmatische Nucleus, bzw. SCN, wird als „Meisteruhr“ des menschlichen Körpers angesehen. Den SCN zu verstehen, ist der Schlüssel, um die Geheimnisse der inneren Uhr des Körpers zu entsperren.

Der suprachiasmatische Nucleus stellt den Ursprung unserer angeborenen biologischen Rhythmen dar. Er koordiniert im Einklang mit den Licht- und Dunkelverhältnissen der Umwelt eine Vielzahl von physiologischen Prozessen. Trotz seiner Wichtigkeit wusste man nur wenig darüber, wie dieser Bereich des Gehirns Informationen empfängt und synthetisiert. Dank einer neuen Studie beginnen Wissenschaftler jedoch , die ein Neurotoxin verwendet, das aus einer unerwarteten Quelle stammt – dem Kugelfisch, mehr über die Funktionsweise unserer inneren Uhren zu verstehen.

Die Zeitplanung Ihres Gehirns

Wenn Ihre Netzhäute Licht wahrnehmen, leiten sie Informationen an die Sehzentren Ihres Gehirns weiter. Sie schicken aber auch Nachrichten an einen Bereich des Hypothalamus, der suprachiasmatischer Nucleus genannt wird. Dieser kleine Abschnitt des Hypothalamus, der genau über dem Chiasma opticum liegt, hat zwei Paare (eines auf jeder Seite) und ist wie ein Flügel geformt. Wie die meisten Bereiche im Gehirn enthält der SCN viele Neuronen. Diese Neuronen empfangen von den Augen Signale, verarbeiten sie und senden Botschaften, die das Gehirn und den Körper nach dem gleichen Zeitplan arbeiten lassen.

Der suprachiasmatische Nucleus ist eng in Produktion und Ausschüttung von Hormonen, Ihrem Schlaf-Wach-Zyklus, der Temperaturregulierung und einer Vielzahl weiter wichtiger physiologischer Aufgaben involviert. Wenn dieser Bereich beeinträchtigt wird, wie es zum Beispiel bei degenerativen Hirnerkrankungen wie Alzheimer der Fall ist, kommt es zu einem gestörten circadianen Rhythmus und einem Verlust normaler Schlafmuster.

SCN und Ihre inneren Uhren

Leider war es schwierig festzustellen, wie der SCN genau funktioniert, da seine komplexe Zusammenarbeit mit mehreren verschiedenen Aktivitäten verbunden ist. Jede Zelle dieses Bereiches des Gehirns generiert mit jedem ‚Ticktack‘ der inneren Uhr des Körpers ihren eigenen Rhythmus. Sie werden als „Mikrorhythmen“ bezeichnet und steuern zusammen unseren biologischen Rhythmus auf viele Arten. Wenn kein Licht vorhanden ist, wird die Zirbeldrüse dazu veranlasst, Melatonin herzustellen, wobei das Gehirn bei der Existenz von Licht die Nebennieren dazu animiert, Cortisol zu produzieren. Diese Hormone interagieren auch mit dem Stoffwechsel, was dem Körper ermöglicht, Aktivitäten auf das Wachsein und den Schlaf abzustimmen. Da der SCN ständig beschäftigt ist, ist es schwer, Aktivität zu messen, denn es kommt andauernd zu ‚Störungen‘.

Kugelfisch und Gehirnaktivität

Um die Aktivität des suprachiasmatischen Nucleus zu trennen, verwendeten die Forscher ein Nervengift des Kugelfisches, damit die Kommunikation zum und von diesem Bereich angehalten werden konnte. Dieses Gift blockiert die Natriumkanäle der Nervenaxone, wodurch sie davon abgehalten werden, Nachrichten an andere Bereiche des Gehirns zu schicken. Wenn der In- und Output vom SCN blockiert wurde, wurde die pulsartige oszillierende (schwingende) Aktivität dieses Bereiches des Gehirns chaotisch und unberechenbar. Wenn das Neurotoxin entfernt wurde, kehrte der suprachiasmatische Nucleus zum oszillierenden und vorhersehbaren Muster zurück. Es scheint, als würden Neuronen, die sich im Zentrum des Organs befinden, den Rhythmus festlegen, wobei sie Nachrichten in einem strukturierten Muster an die Neuronen schicken, die sich im nahen Umkreis befinden und in geringerer Weise auch an jene, die weiter weg sind.

Was bedeutet das für zukünftige Forschung im Bereich der Chronobiologie? Da die Wissenschaftler nun verstehen, wie die Neuronen im SCN miteinander verbunden sind, können sie mehr darüber herauszufinden, wie dieser geheimnisvolle Teil des Hypothalamus so vieles von unserer Physiologie regelt. Dieses Verständnis kann wiederum zu besseren Behandlungsmethoden bei Menschen führen, die unter circadianen Rhythmusstörungen und anderen Erkrankungen leiden, die von diesem kleinen Abschnitt des Gehirns betroffen sind.