Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

Übersetzung: Samridh Aggarwal Lektorat: Anikó Kárpáti

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

In den späten 1860ern dachten Wissenschaftler, sie seien kurz davor

of uncovering the brain’s biggest secret.

das größte Geheimnis des Gehirns zu entdecken.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

Sie wussten, dass das Gehirn den Körper durch elektrische Impulse steuert.

The question was, how did these signals travel through the body

Die Frage war: Wie wandern diese Signale durch den Körper

without changing or degrading?

ohne sich zu verändern oder abzuschwächen?

It seemed that perfectly transmitting these impulses

Es schien, dass eine perfekte Übertragung der Impulse voraussetzt,

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

dass sie sich ununterbrochen durch eine Art von Gewebe bewegen.

This idea, called reticular theory,

Diese Idee, auch Retikular-Theorie genannt,

imagined the nervous system as a massive web of tissue

stellte sich das Nervensystem wie ein massives Gewebenetz vor,

that physically connected every nerve cell in the body.

das jede Nervenzelle im Körper physisch verbindet.

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

Die Retikular-Theorie bestach das Feld durch ihre elegante Einfachheit.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

Aber bald stellte ein junger Künstler diese Annahme in Frage,

and sketch a bold new vision of how our brains work.

und entwirft eine kühne neue Vision davon, wie unser Gehirn funktioniert.

60 years before reticular theory was born,

60 Jahre vor dem Aufkommen der Retikular-Theorie

developments in microscope technology

zeigten Fortschritte in Mikroskoptechnologie

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

dass Zellen die Bausteine von organischem Gewebe sind.

This finding was revolutionary,

Diese Erkenntnis war revolutionär,

but early microscopes struggled to provide additional details.

aber frühe Mikroskope konnten noch keine zusätzlichen Details offenbaren.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

Die Technologie war besonders herausfordernd für Hirnforscher.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

Weiches Nervengewebe war delikat und schwierig zu handhaben.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

Und auch wenn es Forscher schafften es unter das Mikroskop zu bekommen,

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

war das Gewebe so dicht gepackt, dass man nur wenig erkennen konnte.

To improve their view,

Um das Bild zu verbessern,

scientists began experimenting with special staining techniques

begannen Forscher mit speziellen Färbetechniken zu experimentieren —

designed to provide clarity through contrast.

mit dem Ziel, Klarheit durch Kontraste zu schaffen.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

Die wirksamste wurde 1873 von Camillo Golgi entwickelt.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

Zuerst härtete Golgi das Hirngewebe mit Kaliumdichromat

to prevent cells from deforming during handling.

um Zelldeformierungen beim Verarbeiten zu vermeiden.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

Dann versetzte er das Gewebe mit Silbernitrat,

which visibly accumulated in nerve cells.

das sich sichtbar in Nervenzellen ansammelte.

Known as the “black reaction,”

Bekannt als die “schwarze Reaktion”,

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

Golgis Methode half Forschern endlich den gesamten Zellkörper zu sehen,

of what would later be named the neuron.

welcher später als Neuron bezeichnet wird.

Die Färbung hob sogar die faserartigen Verzweigungen vor,

The stain even highlighted the fibrous branches

that shot off from the cell in different directions.

die von der Zelle aus in verschiedene Richtungen verliefen.

Images of these branches became hazy at the ends,

Die Bilder dieser Verzeigungen wurden an den Enden unscharf,

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

was es schwierig machte, genau zu bestimmen,

wie sie sich in das größere Netz einfügen.

But Golgi concluded that these branches connected,

Aber Golgi kam zum Schluss, dass diese Verzweigungen verbunden sind,

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

und ein Gewebenetz formen, das das gesamte Nervensystem ausmacht.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

14 Jahre später begann ein junger Forscher und aufstrebender Künstler

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

namens Santiago Ramón y Cajal auf Golgis Arbeit aufzubauen.

While writing a book about microscopic imaging,

Während er ein Buch über mikroskopische Bildgebung schrieb,

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

fand er ein Bild einer Zelle, die mit Golgis Färbung behandelt war.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

Cajal war begeistert von den Details — sowohl als Forscher als auch als Künstler.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

Bald arbeitete er daran Golgis Färbung weiter zu verbessern

and create more detailed references for his artwork.

und kreierte noch detailliertere Referenzen für seine Kunst.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

Indem er das Gewebe zweimal innerhalb einer bestimmten Zeit anfärbte,

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

entdeckte Cajal, dass er mehr Nervenzellen mit besserer Auflösung anfärben konnte.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

Und was diese neuen Proben enthüllten, stellte die Retikular-Theorie in Frage.

the branches reaching out from each nerve cell

Die Verzeigungen der einzelnen Nervenzellen

were not physically connected to any other tissue.

waren mit keinem anderen Gewebe physisch verbunden.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

Wie übertrugen diese einzelnen Zellen dann aber elektrische Signale?

By studying and sketching them countless times,

Durch wiederholtes Forschen und Zeichnen,

Cajal developed a bold, new hypothesis.

entwickelte Cajal eine kühne, neue Hypothese.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

Anstelle von elektrischen Signalen,

die ununterbrochen über ein Netz von Fasern laufen,

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

schlug er vor, dass die Signale irgendwie von Zelle zu Zelle springen —

in a linear chain of activation.

in einer linearen Aktivierungskette.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

Diese Idee der elektrischen Signalübertragung was komplett neu

when Cajal proposed it in 1889.

als Cajal sie 1889 vorgeschlagen hat.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

Allerdings unterstützten seine zahlreichen Zeichnungen

die Hypothese in jeglicher Hinsicht.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

Und Mitte des 20. Jahrhunderts wurde diese Idee

durch die Elektronenmikroskopie weiter unterstützt,

by revealing a membrane around each nerve cell

Sie zeigte eine Membran um jede Nervenzelle herum auf,

keeping it separate from its neighbors.

die sie von ihren Nachbarn trennt.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

Das formte die Basis der “Neuronenlehre”,

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

nach der das Hirngewebe aus vielen einzelnen Zellen besteht

instead of one connected tissue.

anstelle eines verbundenen Gewebes.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

Diese Lehre legte den Grundstein für die moderne Neurobiologie.

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

Forscher entdeckten später, dass sich elektrische Impulse ständig

are constantly converted between chemical and electrical signals

zwischen chemischen und elektrischen Signalen umwandeln,

as they travel from neuron to neuron.

wenn sie von Neuron zu Neuron wandern.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

Sowohl Golgi als auch Cajal erhielten den Nobelpreis

for their separate, but shared discoveries,

für ihre eigenen, aber geteilten Entdeckungen.

and researchers still apply their theories and methods today.

Forscher wenden ihre Theorien und Methoden noch heute an.

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

Auf diese Weise bleibt ihr Vermächtnisse als diskrete Elemente

in a vast network of knowledge.

in einem riesigen Wissensnetz verbunden.