Menschliches Gehirn noch komplexer: Forscher entdecken vierte Hirnhautschicht

Durch Zufall entdeckten Forscher der USA kürzlich eine neue anatomische Struktur im menschlichen Gehirn. Diese soll dem Organ einen gewissen Immunschutz bieten.

Untersuchung an Mäusen führte zu Entdeckung

Ursprünglich wollten die Forscher lediglich die Bewegung von Hirnflüssigkeit untersuchen. Mithilfe von Zwei-Pothonen-Mikroskopen entdeckten sie jedoch bei einem Experiment eine neue Struktur im Gehirn. Laut den Forschern des University of Rochester Medical Center der Universität Kopenhagen wurden während der Untersuchung Fluoreszenzmarker in die Hirnflüssigkeit von Mäusen gemischt, um so zu beobachten, wie sich die Flüssigkeit durch das Gehirn bewegt.

Die vierte Hirnhautschicht

“Die traditionelle Ansicht ist, dass das Gehirn von drei Schichten umgeben ist: der Dura, der Arachnoidea und der Pia mater”, heißt es in der offiziellen Ausschreibung im Fachjournal Science. Mithilfe neuer Analysemethoden fanden Wissenschaftler in den letzten Jahren immer mehr neue, noch nicht bekannte Strukturen im Körper. Ebenfalls stolperte man so über die vierte Hirnschicht, die das Eindringen von größeren Molekülen in das Innere des Gehirns verhinderte. Sie enthält Immunzellen, die laut dem Artikel in der Fachzeitschrift Science das Gehirn vor unerwünschten Eindringlingen schützen. Die vierte sehr dünne, aber kontinuierliche Hirnhaut befindet sich zwischen der innersten und mittleren Hirnhaut, dem sogenannten Subarachnoidalraum. Laut den Forschern teilt diese Schicht den Raum erneut in einen äußeren, eher oberflächlichen, und einen inneren, tieferen Bereich, der dann das Gehirn umgibt. Auch wenn die Schicht nicht unbedingt dick ist, erfüllt sie ihre Aufgabe effektiv: Sie funktioniert wie eine Barriere und lässt nur Bestimmtes durch; die meisten Partikel werden nicht hineingelassen.

Trennung der Hirnflüssigkeit

Die Forscher glauben, das Gehirn wäre so in der Lage Gehirnflüssigkeit zu trennen und eine frische, saubere Flüssigkeit getrennt von einer bereits älteren auszutauschen. Die neu entdeckte anatomische Struktur macht deutlich, wie wichtig die Hirnflüssigkeit ist. Die zerebrospinale Flüssigkeit kontrolliert und umfließt das Gehirn und enthält eine Vielzahl an Abwehrzellen, auch für die Feinderkennung oder Makrophagen. Sie überwacht gewissermaßen das Gehirn und dessen Zustand. Ebenfalls ermöglicht sie die Verringerung von Reibung zwischen Knochen und Gehirn, wenn es zu starken Kopfbewegungen kommt.

Risiko bei Schäden der Schicht

Sollte es zu Schäden an der Membran kommen, kann es zu einer Beeinträchtigung des Abwassersystems oder der Immunabwehr unseres Gehirns kommen. Im Falle, dass die Trennung der alten und neuen Hirnflüssigkeit nicht mehr reibungslos durchgeführt werden kann, kommt es zu schädlichen Verunreinigungen. Dies birgt die Gefahr, dass schädliche Substanzen in den inneren Subarachnoidalraum oder sogar direkt ins Gehirn gelangen. Kommt es überdies zu einem Riss in der Schicht, wird der Strömungskanal unterbrochen. Laut den Forschern wäre dies eine Erklärung für die gestörten Strömungsmuster des glymphatischen Systems nach einer traumatischen Hirnverletzung.
Des Weiteren vermuten die Forscher einen Zusammenhang eines erhöhten Alzheimer Risikos oder neuroentzündlichen Komplikationen, wenn es nach einer Gehirnerschütterung zu einem Riss in der SLYM-Membran kommt. Nach einer Reihe von Tierversuchen konnte festgestellt werden, dass es nach entsprechenden Schäden zu Entzündungen und einer zentrierten Ansammlung von Abwehrzellen kommen kann. Demnach wird in Zukunft bei Untersuchungen nach Gehirnverletzungen ebenfalls auf die neu entdeckte Hirnschicht geachtet.