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Kartierung des menschlichen Geistes

2019

Der berühmte Molekularbiologe Francis Crick wandte sich in den 1970er Jahren den Neurowissenschaften zu. 1993 war er jedoch so verärgert über die Unkenntnis seines neuen Fachgebiets, dass er einen Leitartikel in der Zeitschrift Nature verfasste . "Es ist unerträglich, dass wir keine [Verbindungskarte] des menschlichen Gehirns haben, die er geschrieben hat. Ohne sie gibt es nur wenig Hoffnung zu verstehen, wie unser Gehirn funktioniert, außer auf die gröbste Art und Weise."

Eine solche Karte gab es 1993 nicht, da man sie nur mit anatomischen Methoden erhalten konnte: Injizieren Sie Farbstoff in das Gehirn eines Organismus, töten Sie ihn ab und verfolgen Sie die Farbspur in den Neuronen mit Mikroskopen. Natürlich schließt die Ethik solche Experimente am Menschen aus.

Infolgedessen kennen wir unsere Primatenverwandten besser als wir selbst. Zwei neuere Studien enthüllen jedoch endlich die neuronalen Schaltkreise, die Crick sehen wollte - ohne Skalpell. Die Karten zeigen, dass wir einen zentralen Kern von Gehirnzellenverbindungen haben, die unsere Gedanken und Verhaltensweisen zu orchestrieren scheinen.

Die Karten - eine in hoher Auflösung von Schweizer und amerikanischen Forschern und eine in geringerer Auflösung von einem Team von Kanadiern - wurden unabhängig voneinander mit einer Gehirnscan-Technik namens Diffusionsbildgebung erstellt. Anders als bei anatomischen Methoden ist die Diffusionsbildgebung bei lebenden und atmenden Menschen leicht durchzuführen. Beide Teams zielten auf die Großhirnrinde, die zerknitterte äußere Hülle unseres Gehirns, die für die einzigartige geistige Leistungsfähigkeit unserer Spezies verantwortlich zu sein scheint. Bezogen auf die Körpergröße hat der Mensch die größte Großhirnrinde unter den Primaten.

Der Schlüssel zu seiner Einzigartigkeit liegt jedoch wahrscheinlich nicht in seiner Größe, sondern in seiner Organisation.

fMRI, die Standard-Gehirnscantechnik, die die Gehirnaktivität misst, kann diese Organisation nicht zeigen. Die Diffusionsbildgebung kann jedoch die Hauptwege von Axonen aufdecken - die langen Fasern von Nervenzellen, die Impulse an die nächsten Zellen in der Reihe übertragen. Es erkennt, wie sich Wassermoleküle, die sich auf natürliche Weise im Gehirngewebe befinden, entlang der Axone bewegen. Van Wedeen, Neurowissenschaftler am Massachusetts General Hospital und an der Harvard University, der Pionier der hochauflösenden Diffusionsbildgebung war, erklärt, dass das Prinzip mit einem Tintenfleck auf Ihrem Hemd identisch ist: Die Flüssigkeit verteilt sich entlang der Fasern in einer Hauptrichtung. „Diese Technik ist wie ein Zauberstab, mit dem Sie über Proben, Organe oder Organismen winken können, sagte er mir." Und da ist die innere Logik - digital, in 3D, in Farbe. "

Mithilfe der Axonkarten mehrerer Individuen lokalisierten die Wissenschaftler dann die Hirnregionen mit der höchsten Anzahl von Zell-Zell-Verbindungen. Jedes Team stellte fest, dass diese "Hubs" zentral in der Großhirnrinde gruppiert sind. Denken Sie an Drehkreuze wie die Flughäfen JFK und O'Hare, während weiter entfernte Verbindungen eher wie Landebahnen in Kleinstädten aussehen.

Interessanterweise hat sich in Stoffwechselstudien herausgestellt, dass diese Kernregion "heiß läuft, sagt Olaf Sporns von der Indiana University, der Co-Leiter der schweizerisch-amerikanischen Studie". Dieser Teil des Gehirns verbraucht am meisten Sauerstoff und Glukose, besonders im Ruhezustand »Während eines ruhigen, episodischen Gedankens, sagt er. "Es ist rund 40 Prozent aktiver als die anderen. Bisher konnte das niemand nachvollziehen."

Neurowissenschaftler sagen nicht, dass dieser Hot Spot der Sitz der menschlichen Intelligenz ist - der Makaken scheint einen ähnlichen strukturellen Kern zu haben. Aber bis die Unterschiede im Detail bekannt sind, werden wir keine Chance haben, die Frage zu beantworten, die nur unsere Spezies stellen kann: "Was macht uns zum Menschen?"

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