neuromodulatorischen

Neuromodulatorische Signale bezeichnen chemische Botenstoffe, die nicht primär als schnelle, direkte Überträger zwischen benachbarten Neuronen wirken, sondern die Verarbeitungsdynamik ganzer Netzwerke modulieren. Typische Neuromodulatoren sind Noradrenalin, Dopamin, Serotonin, Acetylcholin, Histamin sowie verschiedene Neuropeptide. Sie werden von spezialisierten Kerngebieten des Gehirns freigesetzt und erreichen oft weit entfernte Zielregionen.

Anders als klassische Neurotransmitter beeinflussen neuromodulatorische Signale die Wahrscheinlichkeit, mit der Neuronen feuern, die Signal-Rausch-Verhältnisse, die Synchronisation und die Plastizität von Synapsen. Sie wirken häufig über metabotrope Rezeptoren (GPCRs) oder andere Signalwege, die sekundäre Botenstoffe anstoßen, und können so länger anhaltende Veränderungen in der neuronalen Erregbarkeit verursachen. Aufgrund ihrer Diffusion durch Gewebe findet Signalaustausch oft als Volumentransmission statt.

Neuromodulatorische Systeme unterscheiden sich in ihrer Anatomie und Funktion erheblich: Noradrenalin aus dem Locus coeruleus moduliert Wachheit, Aufmerksamkeit und Flexibilität; Dopamin aus den ventralen/messoventrikulären Bahnen ist zentral für Motivation, Belohnung und Lernen; Serotonin aus den Raphe-Kernen beeinflusst Stimmung, Appetit, Schlaf und Anpassung an Umweltbedingungen; Acetylcholin aus dem basalen Vorderhirn unterstützt Lernprozesse und Aufmerksamkeit; Histamin sowie Neuropeptide tragen zu weiteren Zustandsregulationen bei.

Die Bedeutung neuromodulatorischer Mechanismen erstreckt sich von der normalen kognitiven Funktion bis zu Pathologien: Veränderungen in diesen Systemen stehen im Zusammenhang mit Depressionen, Aufmerksamkeitsstörungen, Schizophrenie, Parkinson- oder Alzheimer-Erkrankungen. In der Forschung dienen neuromodulatorische Konzepte dazu, wie Gehirnnetzwerke flexibel an Anforderungen angepasst werden.