Revolutionäre Theorie lässt Hirnforschung neu denken

Obwohl vieles über das Gehirn ein Rätsel bleibt, vermuten Wissenschaftler seit langem, dass unsere Gedanken, Gefühle und unser Verhalten das Ergebnis von Milliarden miteinander verbundener Nervenzellen (Neuronen) sind, die sich gegenseitig Signale übermitteln und so die Kommunikation zwischen den Regionen des Gehirns ermöglichen. Eine neue Studie stellt diese Vorstellung jedoch in Frage und legt stattdessen nahe, dass die Form des Gehirns – seine Größe, Kurven und Rillen – einen größeren Einfluss darauf haben könnte, wie wir denken, fühlen und uns verhalten, als die Verbindungen und Signale zwischen den Neuronen.

Das Gehirn neu denken

"Wir versuchen, die Art und Weise zu ändern, wie wir das Gehirn betrachten", sagt James Pang, der Hauptautor der Studie. "Der traditionelle Ansatz in der Neurowissenschaft ist, dass jeder Gehirnprozess nur einer bestimmten Region in einem sehr lokalen Teil des Gehirns zugeschrieben wird, aber erst seit kurzem ist es möglich, das gesamte Gehirn am lebenden Menschen auf einmal zu untersuchen, dank Fortschritten in Technologien wie der MRT. 

Im Rahmen der Studie untersuchten Wissenschaftler der Universität Monash in Melbourne (Australien) die MRT-Scans der Gehirne von 255 Personen, während die Teilnehmer Aufgaben wie das Tippen mit den Fingern oder das Aufrufen einer Bildfolge ausführten. Anschließend untersuchten die Forscher 10.000 Karten der Gehirnaktivität aus mehr als 1.000 Experimenten auf der ganzen Welt, um mehr darüber zu erfahren, wie sich die Gehirnform auf die Gehirnfunktion auswirkt. Der Vergleich zeigte, dass das neue Modell eine genauere Rekonstruktion der in den MRT-Scans und Gehirnaktivitätskarten gezeigten Gehirnaktivität lieferte als das Vorgängermodell. 

Pang verglich die Bedeutung der Gehirnform mit einem Kieselstein, der in einem Teich Wellen schlägt: Die Größe und Form des Teiches bestimmt die Art der Wellen. "Die Geometrie ist ziemlich wichtig, denn sie bestimmt, wie die Welle aussehen würde, was wiederum mit den Aktivitätsmustern zusammenhängt, die man sieht, wenn Menschen verschiedene Aufgaben ausführen", so Pang.

Vieldiskutierte Theorie

Die Theorie über die Form des Gehirns wird schon seit mehr als einem Jahrzehnt diskutiert. Aber die meisten Forscher halten immer noch an der klassischen Hypothese fest. Nämlich dass jedes der fast 100 Milliarden Neuronen oder Nervenzellen des Gehirns einen Fortsatz hat (Axon), der wie ein Draht funktioniert, um Informationen zu anderen Neuronen zu transportieren, und das die Gehirnaktivität ermöglicht. Die grundlegende Ausgangshypothese ist, dass die Verdrahtung des Gehirns von zentraler Bedeutung ist, um zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert".

Pang sagte, dass seine Forschung die Bedeutung der Kommunikation zwischen Neuronen nicht in Abrede stellt. Sie legt vielmehr nahe, dass die Geometrie des Gehirns eine wesentlichere Rolle für die Gehirnfunktion spielt. "Was die Arbeit zeigt, ist, dass die Form einen stärkeren Einfluss hat, aber sie sagt nicht, dass die Konnektivität nicht wichtig ist". Pang wies auch darauf hin, dass die Hypothese der Hirnform einen Vorteil mit sich bringt: Die Gehirnform ist leichter zu messen als die Gehirnverdrahtung, so dass eine genauere Betrachtung der Größe oder der Kurven des Gehirns neue Wege für die Forschung eröffnen könnte.