Frage an das Gehirn

Spiegelt sich der IQ im Gehirn wider?

Fragesteller/in: S. aus H.

Veröffentlicht: 05.07.2020

Es gibt Menschen mit einem außergewöhnlich hohen IQ, während er bei anderen eher niedrig liegt. Doch lässt sich der Unterschied auch im Gehirn erkennen, fragt eine Achtklässlerin?

Die Antwort der Redaktion lautet:

Antwort von Dr. Erhan Genç, Leier der MRT-Gruppe in der Abteilung Psychologie und Neurowissenschafen an der TU Dortmund: Genau das haben sich Menschen schon vor 100 Jahren gefragt und deshalb Gehirne gewogen und ihren Umfang gemessen. Tatsächlich gibt es einen recht robusten Zusammenhang zwischen Gehirnmasse und Intelligenz: Intelligentere Menschen haben mehr Gehirnmasse, das zeigen auch neuere Untersuchungen. Heute erfasst man die Masse des Gehirns allerdings mit der Kernspintomographie (auch Magnetresonanztomographie, MRT).

Außerdem hat man in den letzten Jahren versucht, Orte im Gehirn zu lokalisieren, die für die Intelligenz besonders wichtig sind. Dabei hat man ein Netzwerk von Arealen entdeckt, das beim Lösen von Intelligenz-Aufgaben besonders aktiv ist. Zu diesen Arealen gehören vor allem der Frontal- und Parietallappen. Sind sie in der Gehirnmasse sehr ausgeprägt, spricht das für hohe Intelligenz.

Der nächste Schritt in der Forschung war, die Netzwerke zwischen diesen wichtigen Arealen genauer zu untersuchen. Mithilfe der diffusionsgewichteten Kernspintomographie lässt sich verfolgen, wie Wasser im Gehirn fließt. Da sich Wassermoleküle entlang der Nervenfasern bewegen, kann man so erkennen, wie diese angelegt sind. Das Ergebnis dieser Beobachtungen: Bei intelligenten Menschen ist der Wasserfluss gelenkter, gerichteter. Das bedeutet, dass die Verbindungen zwischen den für die Intelligenz wichtigen Gehirnbereichen bei ihnen sehr effizient sind.

Legt man den Fokus bei der Beobachtung des Wasserflusses nicht mehr auf die Verbindungen zwischen Hirnbereichen sondern auf lokale Netzwerke, zum Beispiel in der Großhirnrinde, entdeckt man einen weiteren Faktor für Intelligenz: die Dendritendichte. Dendriten sind Zellfortsätze im Gehirn, mit denen eine Nervenzelle Kontakt zu anderen Nervenzellen aufnimmt. Sie finden sich im Neuropil, einem dichten Nervengeflecht. Das Ergebnis: Bei intelligenteren Menschen ist die Dendritendichte geringer, ihre Gehirne sind also weniger vernetzt und damit effizienter aufgebaut – das war das Ergebnis einer Studie, die ich 2018 mit Christoph Fraenz und weiteren Kollegen veröffentlicht habe.

Wir erklären uns das so: Um eine Aufgabe zu lösen, muss man Relevantes von Irrelevantem trennen. Dafür gibt es theoretisch zwei Möglichkeiten: Das Signal verbessern oder das Rauschen, also irrelevante Signale unterdrücken. Wir haben die geringere Dendritendichte bei intelligenten Menschen vor allem in den parietalen und frontalen Hirnbereichen gefunden, in denen viele Informationen ankommen. Daher gehen wir davon aus, dass die geringere Dendritendichte unwichtige Informationen unterdrückt. Dadurch können intelligente Menschen Aufgaben effizienter lösen.

Die aktuelle Forschungslage lässt übrigens vermuten, dass es auch bestimmte Gehirnbereiche gibt, in denen im Gegensatz dazu eine höhere Dendritendichte Merkmal von Intelligenz ist – das ist vermutlich abhängig von der jeweiligen Aufgabe des Bereichs.

Neben diesen Untersuchungen der Gehirnstruktur kann man auch die Aktivität des Gehirns beim Lösen von Aufgaben mit dem Kernspintomographen oder der Elektroenzephalografie (EEG) beobachten. Dabei zeigt sich: Kluge Personen müssen sich bei sehr einfachen und mittelschweren Aufgaben weniger anstrengen und laufen erst bei schweren Aufgaben zu voller Power auf. Durchschnittlich intelligente Personen zeigen dagegen bei mittelschweren Aufgaben am meisten Aktivität. Das gilt allerdings nur für Aufgaben aus dem Bereich der so genannten fluiden Intelligenz, bei denen es um logisches und abstraktes Denken geht. Aufgaben aus dem Bereich der kristallinen Intelligenz beziehen sich dagegen auf gelerntes und kulturelles Wissen. Dabei ist die Gehirnaktivität unabhängig von Schwierigkeitsgrad der Aufgabe und Proband stets ähnlich.

Die Gehirnaktivität beim Lösen von Intelligenz-Aufgaben wollen meine Kollegen und ich in Zukunft systematisch untersuchen, um noch besser zu verstehen, anhand welcher Merkmale des Gehirns man Intelligenz wirklich am besten vorhersagen kann.

Aufgezeichnet von Natalie Steinmann

Intelligenz

Intelligenz/-/intelligence

Sammelbegriff für die kognitive Leistungsfähigkeit des Menschen. Dem britischen Psychologen Charles Spearman zufolge sind kognitive Leistungen, die Menschen auf unterschiedlichen Gebieten erbringen, mit einem Generalfaktor (g-​Faktor) der Intelligenz korreliert. Demnach lasse sich die Intelligenz durch einen einzigen Wert ausdrücken. Hierzu hat u.a. der US-​Amerikaner Howard Gardner ein Gegenkonzept entwickelt, die „Theorie der multiplen Intelligenzen“. Dieser Theorie zufolge entfaltet sich die Intelligenz unabhängig voneinander auf folgenden acht Gebieten: sprachlich-​linguistisch, logisch-​mathematisch, musikalisch-​rhythmisch, bildlich-​räumlich, körperlich-​kinästhetisch, naturalistisch, intrapersonal und interpersonal.

Magnetresonanztomographie

Magnetresonanztomographie/-/magnetic resonance imaging

Ein bildgebendes Verfahren, das Mediziner zur Diagnose von Fehlbildungen in unterschiedlichen Geweben oder Organen des Körpers einsetzen. Die Methode wird umgangssprachlich auch Kernspin genannt. Sie beruht darauf, dass die Kerne mancher Atome einen Eigendrehimpuls besitzen, der im Magnetfeld seine Richtung ändern kann. Diese Eigenschaft trifft unter anderem auf Wasserstoff zu. Deshalb können Gewebe, die viel Wasser enthalten, besonders gut dargestellt werden. Abkürzung: MRT.

Parietallappen

Parietallappen/Lobus parietalis/parietal lobe

Wird auch Scheitellappen genannt und ist einer der vier großen Lappen der Großhirnrinde. Er liegt hinter dem Frontal– und oberhalb des Occipitallappens. In seinem vorderen Bereich finden somatosensorische Prozesse statt, im hinteren werden sensorische Informationen integriert, wodurch eine Handhabung von Objekten und die Orientierung im Raum ermöglicht werden.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

EEG

Elektroencephalogramm/-/electroencephalography

Bei dem Elektroencephalogramm, kurz EEG handelt es sich um eine Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns (Hirnströme). Die Hirnströme werden an der Kopfoberfläche oder mittels implantierter Elektroden im Gehirn selbst gemessen. Die Zeitauflösung liegt im Millisekundenbereich, die räumliche Auflösung ist hingegen sehr schlecht. Entdecker der elektrischen Hirnwellen bzw. des EEG ist der Neurologe Hans Berger (1873−1941) aus Jena.

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