Neurogenese ist der faszinierende biologische Prozess, bei dem neue Neuronen, die fundamentalen Bausteine des Nervensystems, gebildet werden. Entgegen früherer Annahmen, dass die Produktion von Neuronen nach der frühen Entwicklungsphase weitgehend abgeschlossen sei, wissen wir heute, dass Neurogenese auch im erwachsenen Gehirn stattfindet. Die Hauptorte dieser neuronalen Neubildung im Säugetiergehirn sind die subgranuläre Zone (SGZ) des Gyrus dentatus im Hippocampus und die subventrikuläre Zone (SVZ) der lateralen Ventrikel, wo neue Neuronen für den Riechkolben produziert werden. Dieser Prozess ist entscheidend für die Plastizität des Gehirns und spielt eine wichtige Rolle bei Funktionen wie Lernen, Gedächtnis und der Regulation von Stimmungen.

Der Ablauf der Neurogenese ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, der mit neuralen Stammzellen (NSCs) beginnt. Diese multipotenten Zellen, die sich in den genannten neurogenen Nischen befinden, proliferieren zunächst und bilden neuronale Vorläuferzellen. Diese Vorläuferzellen durchlaufen dann eine weitere Proliferation und beginnen, sich zu differenzieren. Nach ihrer Differenzierung wandern die jungen Neuronen zu ihren Zielregionen, wo sie reifen, Axone und Dendriten ausbilden und schließlich funktionelle synaptische Verbindungen mit bestehenden neuronalen Netzwerken eingehen. Dieser Integrationsprozess ist entscheidend für die Überlebensfähigkeit und funktionelle Bedeutung der neu gebildeten Neuronen und wird durch eine Vielzahl von molekularen Signalen und Umweltfaktoren moduliert.

Insbesondere die Neurogenese im Hippocampus, auch als adulte hippocampale Neurogenese (AHN) bekannt, hat in den letzten Jahrzehnten erhebliche Aufmerksamkeit erhalten. Die hier neu gebildeten Neuronen sind maßgeblich an der Bildung neuer episodischer Gedächtnisse, der Musterseparierung – also der Fähigkeit, ähnliche, aber nicht identische Informationen voneinander zu unterscheiden – und der emotionalen Regulation beteiligt. Störungen in diesem Prozess werden mit verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, was die Bedeutung der Neurogenese für die Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion und der mentalen Gesundheit unterstreicht.

Die Rate der Neurogenese wird von zahlreichen internen und externen Faktoren beeinflusst. Positive Stimuli wie körperliche Aktivität, angereicherte Umgebungen, kognitive Herausforderungen und bestimmte Ernährungsweisen (z.B. Omega-3-Fettsäuren) können die Neurogenese fördern. Im Gegensatz dazu können chronischer Stress, Alterung, Entzündungen, Schlafentzug und verschiedene neurologische Erkrankungen die Neurogenese hemmen oder die Überlebensrate der neu gebildeten Neuronen reduzieren. Diese Erkenntnisse eröffnen Wege für therapeutische Strategien, die darauf abzielen, die Neurogenese gezielt zu modulieren.

Die klinische Relevanz der Neurogenese ist immens. Forschungen deuten darauf hin, dass eine beeinträchtigte Neurogenese eine Rolle bei der Pathogenese von Depressionen, Angststörungen und neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson spielen könnte. Die Förderung der Neurogenese könnte daher einen vielversprechenden Ansatz für die Behandlung dieser Zustände darstellen. Experimentelle Therapien, die auf die Aktivierung endogener Stammzellen oder die Transplantation von neuronalen Vorläuferzellen abzielen, werden intensiv erforscht, um die Gehirnfunktion wiederherzustellen oder neuroprotektive Effekte zu erzielen.

Trotz der Fortschritte in der Forschung gibt es noch viele offene Fragen bezüglich der Neurogenese. Die genauen Mechanismen, die die Integration und Funktion der neuen Neuronen in bestehenden Schaltkreisen steuern, sind Gegenstand intensiver Studien. Ebenso wird weiterhin untersucht, wie spezifische Subpopulationen von neuralen Stammzellen unterschiedliche neuronale Phänotypen hervorbringen und welche Rolle die Neurogenese im Kontext der Gehirnreparatur nach Verletzungen oder Krankheiten spielen kann. Das Verständnis dieser Prozesse wird entscheidend sein, um das volle therapeutische Potenzial der Neurogenese ausschöpfen zu können.