Was ist der Unterschied zwischen weißer und grauer Materie?
Das Zentralnervensystem kann in weiße und graue Substanz unterteilt werden. Diese beiden Abteilungen verdienten sich ihren Namen aufgrund der unterschiedlichen Erscheinung in der groben menschlichen Anatomie. Weiße Substanz erscheint weiß aufgrund der Anwesenheit großer Mengen von Myelin, einem Fettprotein, das eine Isolationsfunktion für die Signalübertragung erfüllt. Graue Substanz erscheint aufgrund des Vorhandenseins von neuronalen Zellkörpern und Kapillaren sowie des relativen Mangels an Myelin graubraun. Weiße Substanz und graue Substanz unterscheiden sich aufgrund ihrer Komponenten, Funktionen und Positionen sowohl in der Gehirn- als auch in der Rückenmarksmasse.
Weiße Substanz wird manchmal als Substantia alba bezeichnet. Es enthält myelinisierte Axon-Traktate, die verschiedene Bereiche der grauen Substanz im Gehirn und Rückenmark verbinden. Diese myelinisierten Axone transportieren Nervenimpulse von einem Neuron zum anderen. Das Vorhandensein von Myelin ermöglicht eine schnellere Übertragung von Nervensignalen.
Darüber hinaus kann die weiße Substanz in Projektions-, Kommissura- und Assoziationstrakte unterteilt werden. Projektionstrakte leiten Nervensignale von der Hirnrinde zu anderen Regionen des Gehirns oder vom Gehirn zu anderen Geweben des Körpers. Kommissuraltrakt ermöglicht die Kommunikation der linken und rechten Gehirnhälfte. Assoziationstraktate leiten Nervensignale von einem Kortikalislappen zum anderen.
Graue Substanz wird manchmal als Substantia grisea bezeichnet. Es enthält hauptsächlich Zellkörper, Dendriten und Synapsen. Weitere Bestandteile der grauen Substanz sind Neuropil, Gliazellen und Kapillaren. Neuropil ist der Sammelbegriff für Dendriten und Axone und kann myelinisiert oder unmyelinisiert sein, während sich Gliazellen auf Astrozyten und Oligodendrozyten beziehen. Im Gegensatz zur weißen Substanz, die hauptsächlich zur Übertragung von Nervensignalen dient, werden in der grauen Substanz solche Signale erzeugt und verarbeitet.
Weiße und graue Substanz unterscheiden sich auch hinsichtlich der Verteilung. Im Gehirn befindet sich graue Substanz auf der Oberfläche der Großhirn- und Kleinhirnrinde. Es kommt auch in den tieferen Teilen des Großhirns vor, insbesondere in den Basalganglien, im Thalamus, im Hypothalamus und in verschiedenen subthalamischen Kernen. In den tieferen Teilen des Kleinhirns ist die graue Substanz als dentale, globöse, emboliforme und fastigiale Kerne vorhanden, während sie in den tieferen Teilen des Hirnstamms als Substantia nigra sowie als rote, oliväre und kraniale Kerne vorhanden ist Nervenkerne. Graue Substanz kommt auch in den vorderen, seitlichen und hinteren Hörnern des Rückenmarks vor.
Im Gegensatz dazu bildet weiße Substanz einen großen Teil der tieferen Hirnsubstanz und der oberflächlichen Schichten des Rückenmarks. Es verbindet die Hirnrinde mit den tieferen Teilen des Gehirns und die beiden Gehirnhälften durch eine Struktur namens Corpus callosum. Weiße Substanz, die sich in den tieferen Teilen des Kleinhirns befindet, wird manchmal als Lebensbaum bezeichnet. Im Rückenmark ist weiße Substanz oberflächlicher als graue Substanz und umgibt die verschiedenen Hörner.
Weiße und graue Substanz unterscheiden sich auch hinsichtlich ihres Beitrags zum Gehirnvolumen und ihres Energieverbrauchs. Während die weiße Substanz etwa 60% des Gehirnvolumens ausmacht, macht die graue Substanz die restlichen 40% aus. Graue Substanz ist jedoch energieintensiver und verbraucht ungefähr 94% des gesamten Sauerstoffs, der zum Gehirn gelangt.