Gehirn nicht hierarchisch, sondern als Netzwerk organisiert?

15. August 2010, 18:02
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US-ForscherInnen widersprechen einer gängigen Theorie aus dem 19. Jahrhundert

Los Angeles - Das Gehirn ist offenbar ein stark verbundenes Netzwerk. Zu diesem Ergebnis kommen Larry Swanson und Richard Thompson von der University of Southern California. Mit ihrer Untersuchung, die in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht worden ist, widersprechen die ForscherInnen der gängigen Theorie aus dem 19. Jahrhundert, wonach das Gehirn von "oben nach unten" organisiert ist.

Untersuchung

Swanson und Thompson isolierten einen kleinen Teil des Gehirns einer Ratte im Nucleus accumbens, einer Gehirnregion, die mit Glücksgefühlen und Anerkennung in Zusammenhang gebracht wird. Ihr Verfahren beruht auf der Injektion von sogenannten Tracern an bestimmten Punkten im Gehirngewebe. Diese Moleküle beeinflussen die Bewegung der Signale im Gewebe nicht, können aber zum Leuchten gebracht und unter dem Mikroskop identifiziert werden.

Neu ist, dass die Forscher zwei Tracer gleichzeitig am gleichen Punkt injizierten. Der eine zeigte, wohin sich die Signale bewegten, der andere woher sie kamen. Dieser Ansatz kann bis zu vier Ebenen von Verbindungen sichtbar machen. Würde das Gehirn über eine hierarchische Struktur verfügen, wie sie beispielsweise in einem großen Unternehmen zu finden ist - ein von der Neurologie lange angenommenes Modell -, dann würden die Diagramme direkte Linien von unabhängigen Gehirnregionen in Richtung einer zentralen Datenverarbeitungseinheit zeigen, dem "Chef" des ganzen Unternehmens.

Ergebnis

Die Wissenschaftler entdeckten aber Schleifen zwischen unterschiedlichen Gehirnregionen, Rückmeldungen und direkte Verbindungen zwischen Bereichen, von denen bisher nicht bekannt war, dass sie miteinander kommunizieren. Die Kommunikation im Gehirn entspricht also eher der des Internets mit seinen unendlichen Querverbindungen als der eines klar strukturierten Unternehmens.

Laut Modell gewinnt der Verstand seine Antriebskraft aus einem sehr stark ineinandergreifenden Netzwerk. Hypothesen darüber gibt es bereits seit einiger Zeit. Bis jetzt war es jedoch nicht gelungen, diese Annahme im Experiment nachzuweisen. Swanson erklärte gegenüber BBC News, dass es faszinierend sei, wie viel der derzeitigen Literatur zur Neurowissenschaft und vor allem in der Neurologie noch immer von dem alten, aus dem 19. Jahrhundert stammenden Ansatz ausgeht.

Die jetzt nachgewiesenen Schaltkreise, diese spezifischen strukturellen Verbindungen, wurden laut Swanson noch nie zuvor sichtbar gemacht. Obwohl nur ein winziger Teil der Verbindungen im Gehirn eines kleinen Säugetieres untersucht wurde, könnte durch gezielte Überlappungen der gewonnenen Daten ein viel größeres Bild entstehen. (pte/red)

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