Neurophysiologie

Gegenstand und Bedeutung

Die Neurophysiologie untersucht vor allem die Funktionsweise des menschlichen Nervensystems, außerdem die Nervensysteme von Tieren. Sie gehört sowohl zur Physiologie beziehungsweise Tierphysiologie als auch zu den Neurowissenschaften.

Im Mittelpunkt stehen dynamische Vorgänge in einzelnen Nervenzellen und in ganzen neuronalen Netzen, also miteinander verbundenen Netzwerken von Neuronen. Untersucht wird außerdem, wie verschiedene neuronale Netzwerke zusammenarbeiten. Wichtige Forschungsgegenstände sind die neuronale Aktivität und die neuronale Plastizität, also die Veränderbarkeit von Nervenzellen und ihren Verbindungen.

Die klinische Neurophysiologie ist ein Spezialgebiet der Humanmedizin, besonders der Neurologie. Sie beschäftigt sich mit Funktionsstörungen des menschlichen Nervensystems.

Spezialgebiete

Die Elektrophysiologie untersucht die elektrochemische Übertragung von Signalen im Nervensystem. Solche Vorgänge werden als Signaltransduktionen bezeichnet.

Die Sinnesphysiologie erforscht, wie die Mechanismen der unterschiedlich definierten fünf menschlichen Sinne äußere Reize, sogenannte Stimuli, in elektrische Signale umwandeln. Typische untersuchte Reize sind Lichtwellen, Schallwellen und chemische Signale. Dadurch wird verständlich, wie Informationen aus der Umwelt vom Nervensystem aufgenommen und verarbeitet werden können.

Untersuchungsmethoden

Am häufigsten nutzt die Neurophysiologie Untersuchungs- und Forschungsmethoden der Elektrophysiologie im weiteren Sinne. Dazu gehört das EEG, mit dem elektrische Aktivität erfasst wird.

Daneben haben bildgebende Verfahren wichtige Beiträge zum neurophysiologischen Erkenntnisgewinn geleistet. Diese Verfahren werden auch mit dem englischen Ausdruck „(Digital) Imaging“ bezeichnet. Beispiele sind die Konfokalmikroskopie, die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und die Zwei-Photonen-Mikroskopie. Konfokal- und Zwei-Photonen-Mikroskopie werden vornehmlich als fluoreszenzmikroskopische Methoden eingesetzt.

Abgrenzung zu verwandten Fächern

Obwohl die Physiologie und die Tierphysiologie Unterdisziplinen der Biologie sind, werden Neurophysiologie und Neurobiologie innerhalb der Neurowissenschaften als eigene Teildisziplinen nebeneinandergestellt. Der Grund liegt in ihren unterschiedlichen Schwerpunkten.

Die Neurophysiologie richtet ihren Blick besonders auf neuronale Aktivitäten und Funktionsabläufe. Die Neurobiologie untersucht dagegen vor allem die molekularen und zellbiologischen Grundlagen der Neurowissenschaften; neuronale Aktivitäten stehen bei ihr zumindest nicht an erster Stelle. Überschneidungen bestehen mit der Zellbiologie, die sich zu einem kleineren Teil ebenfalls mit der Kommunikation beziehungsweise Signaltransduktion zwischen Zellen befasst.

Die Neuroanatomie ist ein Teilgebiet der Anatomie und untersucht den strukturellen und morphologischen Aufbau des Nervengewebes. Als Schwesterndisziplinen der Neurophysiologie gelten die Kognitive Neurowissenschaft und die Neurochemie.