Das Gehirn ist ein sensibles Organ. Im Gegensatz zu anderen Organen gilt jede Schädigung von Gehirnzellen als dauerhaft und irreversibel – so dachte man zumindest. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass das Gehirn möglicherweise eine gewisse Fähigkeit besitzt, beschädigte Zellen zu regenerieren und zu reparieren. Mit den Möglichkeiten, die die Stammzellforschung eines Tages bieten könnte, könnte Hoffnung für Menschen entstehen, die an so lähmenden Krankheiten wie Huntington, Parkinson und Alzheimer leiden. Die Fähigkeit der Gehirnzellen, sich selbst zu regenerieren, wird als Neurogenese bezeichnet.
Durch den Prozess der Mitose werden aus bestehenden Gehirnzellen neue Zellen gebildet. Diese neuen Stammzellen werden ohne Funktion geboren. Die Stimulation durch ihre physische Umgebung bewirkt, dass sich diese neuen Zellen zu neuronalen Zellen differenzieren oder spezialisieren. Die differenzierten Zellen wandern über ein chemisches Signal an verschiedene Stellen des Gehirns. Sobald sie sich von ihrem Ursprung entfernen, passen sich diese Zellen entweder an und entwickeln sich zu reifen neuronalen Zellen, oder sie passen sich nicht an und sterben ab. Die Fähigkeit dieser Zellen, sich an ihre neue Umgebung anzupassen, wird als Plastizität bezeichnet.
An ihren endgültigen Migrationsorten reifen die neuronalen Zellen in Gegenwart chemischer Hormone, die als neurotrophe Wachstumsfaktoren bekannt sind, und erwerben ihre lebenslangen Funktionen. Die neuen Neuronen werden in die bestehenden synaptischen Schaltkreise integriert. Diese „regenerative“ Entwicklung von der Stammzelle zur reifen neuronalen Zelle ist die Grundlage der Neurogenese.
Das Konzept der Reparatur und Regeneration von Gehirnzellen beim erwachsenen Menschen ist kein neues Phänomen und sicherlich nicht ausschließlich für den Menschen. Erst in den 1960er Jahren von den Forschern Altman und dann von Kaplan und Hinds entdeckt, wurde beobachtet, dass sich Gehirnzellen als Axone im Gehirn und im Rückenmark regenerieren. Später stellte sich heraus, dass dieses revolutionäre Konzept nur in bestimmten Regionen des Gehirns vorkommt. 1998 demonstrierte Eriksson die Reparaturkapazität von Gehirnzellen im Hippocampus des Menschen, wo Lernen und Gedächtnis beeinträchtigt sind.
Die heutige Forschung hat gezeigt, dass sich neuronale Stammzellen vermehren und zu ihren endgültigen Zielen in der subventrikulären Zone (SVZ), die sich in den Seitenventrikeln des Gehirns befindet, und dem Gyrus dentatus (DG) in der Hippocampusformation wandern. Hier entwickeln sie sich zu Zellen, die das Gehirn bei der Aufnahme und Verarbeitung von Geruchsinformationen unterstützen. Die regenerativen Fähigkeiten wurden bei Mäusen und anderen Wirbeltieren und Wirbellosen beobachtet.
Viele externe und Umweltfaktoren beeinflussen die Kapazität der neuronalen Zellgeburt. Die Neurogenese wird durch körperliche Aktivität beeinflusst. Zunehmende körperliche Aktivität erhöht die Fähigkeit des Neurons zur Selbstreparatur und verbessert daher die geistige Schärfe. Zunehmender Stress führt dazu, dass der Körper Kortikosteroidhormone ausschüttet, die die Neurogenese hemmen, indem sie die Produktion von Wachstumsfaktoren reduzieren, die für das Wachstum neuer Zellen lebenswichtig sind. Andererseits ist bekannt, dass steigende Testosteron-, Serotonin- und Glutamatspiegel zu einer erhöhten neuronalen Zellproliferation führen.
Neurogenese eröffnet Menschen mit degenerativen Erkrankungen des Gehirns eine Vielzahl von Möglichkeiten. In den letzten Jahren gab es viele Debatten über die Verwendung embryonaler Stammzellen zur Entwicklung neuer Therapien für Menschen, die an derzeit unheilbaren genetischen Krankheiten leiden. Wie die Neurogenese jedoch gezeigt hat, bringt die Stammzellforschung vielversprechende Ergebnisse für medizinische Anwendungen. Eine Hirnverletzung bedeutet heute Zerstörung und Verzweiflung; in Zukunft kann es Regeneration und Reparatur bedeuten.