Frage an das Gehirn
Verändert das moderne Leben das Gehirn?
Veröffentlicht: 28.03.2012
Wie verändert sich das Gehirn innerhalb der schnellen, modernen Welt – und wie wirkt sich dies auf das Leben der Menschen aus?
Die Antwort der Redaktion lautet:
Professor Dr. Markus Missler vom Institut für Anatomie und Molekulare Neurobiologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster: Unser Gehirn verändert sich ständig und passt sich an Ereignisse an: Schon während man miteinander spricht oder etwas liest, bilden sich Gedanken und Meinungszustände, die sich im Gedächtnis niederschlagen können. Dabei handelt es sich zunächst um funktionale Veränderungen, das heißt veränderte elektrische Aktivität in bestimmten Hirnregionen.
Funktionale Veränderungen des Gehirns sind mittlerweile recht gut erforscht. Bei Schädigungen des Gehirns – zum Beispiel nach einem Schlaganfall oder einem Unfall – können andere Regionen Funktionen jener Hirnbereiche übernehmen, die durch die Schädigung ausgefallen sind. Diesen Anpassungen liegt meist die Fähigkeit zur so genannten synaptischen Plastizität zugrunde, die in verschiedenen Altersgruppen zwar unterschiedlich stark ist, jedoch ein Leben lang stattfinden kann. Ganz dramatische Veränderungen des Gehirns wurden zum Beispiel bei Kindern mit Verletzungen des Sprachzentrums beschrieben – da können die betroffenen Regionen sogar die Seite wechseln, sodass plötzlich die andere Hemisphäre zur Verarbeitung von Sprache gebraucht wird.
Auch ein Blick in die Entwicklungsgeschichte der Tierarten zeigt, dass das menschliche Gehirn das Ergebnis ständiger molekularer und struktureller Anpassungsprozesse ist. Nehmen Sie zum Beispiel das menschliche Riechsystem: Im Vergleich zu einer Maus ist die Größe des olfaktorischen Systems, bezogen auf das gesamte Gehirn, sehr bescheiden. Das spiegelt sich auch in der molekularen Ausstattung wider: Menschen haben weniger als die Hälfte an olfaktorischen Rezeptorgenen als Mäuse. Für Menschen sind wahrscheinlich andere Sinnessysteme oder Hirnregionen einfach wichtiger geworden. Strukturelle oder morphologische Anpassungsprozesse finden übrigens auch während der Individualentwicklung, der Ontogenese, im Schnelldurchlauf statt. So kann man in frühen embryonalen Stadien noch nicht unterscheiden, ob man das Nervensystem einer Maus, eines Hühnchens oder eines Menschen vor sich hat, später aber sehr wohl.
Im Gegensatz zu diesen Anpassungen der Gehirne verschiedener Arten über Jahrmillionen hinweg haben sich die wesentlichen strukturellen und wahrscheinlich auch die funktionalen Merkmale unseres Gehirns seit Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten nicht grundlegend verändert, obwohl sich die Welt um uns herum in diesen Zeiten rasant entwickelt hat. Das heißt also, nur weil die Menschen heute pausenlos auf Computer– oder Fernsehbildschirme gucken und weniger körperlich mit den Händen arbeiten, wird nicht plötzlich ihr Visueller Cortex größer und ihr motorisches Areal kleiner. Es gilt zwar prinzipiell, dass die Neuronale Repräsentation eines Körperteils im Gehirn umso ausgeprägter ist, je mehr der entsprechende Körperteil benutzt oder je feiner er innerviert wird (dieser Zusammenhang wird in den Lehrbüchern als „Humunkulus“ dargestellt), aber wie so oft in der Hirnforschung sind Vereinfachungen irreführend: So sind beispielsweise bei Profimusikern unter den Geigenspielern viel weniger Areale während des Musizierens aktiv als bei Hobbymusikern. Es bleibt also noch viel zu tun, bis wir genau verstehen, wie die Welt unser Gehirn verändert.
Aufgezeichnet von Leonie Seng
Gedächtnis
Gedächtnis/-/memory
Gedächtnis ist ein Oberbegriff für alle Arten von Informationsspeicherung im Organismus. Dazu gehören neben dem reinen Behalten auch die Aufnahme der Information, deren Ordnung und der Abruf.
Schlaganfall
Schlaganfall/Apoplexia cerebri/stroke
Bei einem Schlaganfall wird das Gehirn oder Teile davon nicht mehr ausreichend mit Blut versorgt, wodurch Sauerstoff- und Glukoseversorgung beeinträchtigt sind. Die häufigste Ursache ist ein Verschluss einer Arterie (ischämischer Schlaganfall), seltener eine Blutung (hämorrhagischer Schlaganfall). Typische Symptome sind plötzliche Sehstörungen, Schwindel, Lähmungen, Sprach- oder Sensibilitätsstörungen. Langfristige Folgen können verschiedene Gefühls-, Bewegungs- und kognitive Einschränkungen sein.
Plastizität
Plastizität/-/neuroplasticity
Der Begriff Neuroplastizität beschreibt die Fähigkeit von Synapsen, Nervenzellen und ganzen Hirnarealen, sich abhängig vom Grad ihrer Nutzung strukturell und funktionell zu verändern. Unter synaptischer Plastizität versteht man die Anpassung der Signalübertragungsstärke von Synapsen an die Häufigkeit und Intensität der eintreffenden Reize, etwa in Form von Langzeitpotenzierung oder -depression. Darüber hinaus verändern sich auch Größe, Verschaltung und Aktivitätsmuster verschiedener Hirnbereiche in Abhängigkeit von ihrer Nutzung. Dieses Phänomen wird als kortikale Plastizität bezeichnet, wenn es speziell den Cortex betrifft.
Hemisphäre
Hemisphäre/-/hemisphere
Großhirn und Kleinhirn bestehen aus je zwei Hälften – der rechten und der linken Hemisphäre. Im Großhirn sind sie verbunden durch drei Bahnen (Kommissuren). Die größte Kommissur ist der Balken, das Corpus callosum.
Visueller Cortex
Sehrinde/-/visual cortex
Als visueller Cortex werden die Bereiche des Occipitallappens bezeichnet, die mit der Verarbeitung visueller Information befasst sind. Dazu gehören der primäre visuelle Cortex und die assoziativen visuellen Cortices V1 bis V5. Nach Brodmann umfasst der visuelle Cortex die Areale 17, 18 und 19.
Neuronale Repräsentation
Neuronale Repräsentation/-/neuronal representation
In verschiedenen Teilen des Gehirns befinden sich nicht nur Repräsentationen der Sinnessysteme, sondern auch von Objekten wie z. B. Gesichtern. Bei der Repräsentation des Raumes scheinen so genannte Ortszellen (place cells) im Hippocampus eine wichtige Rolle zu spielen. Jede Ortszelle repräsentiert einen bestimmten Ort in der Umwelt und wird aktiv, wenn sich ihr Besitzer an diesem Ort befindet. Eine weitere Gruppe von Neuronen, die Gitterzellen (grid cells), feuern in einem regelmäßigen, hexagonalen Muster, das als metrisches Gitter der Umgebung interpretiert wird. Dieses Gitter liefert eine Art Koordinatensystem, das die Ortszellen für die Kodierung des Ortes nutzen können.