Chaos im menschlichen Hirn

16. August 2001, 12:11
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Nervenzellen senden Signale in ungeordneter Weise

Hawthorne - Australische Forscher der Swinburne University of Technology simulierten die elektrische Aktivität des Neocortex, dem stammesgeschichtlich jüngsten Teil der Großhirnrinde. Dabei sendeten die Nervenzellen im menschlichen Hirn ihre Signale in einer chaotischen Weise. Auf den ersten Blick bedeutet dieses Chaos im Kopf, dass Signale ungeordnet ohne jedes System von den Neuronen abgefeuert werden. Doch die Wissenschaftler definieren Chaos in der Weise, dass auf eine winzige Ursache eine relativ große und komplexe Reaktion folgt. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie in der aktuellen Ausgabe des Fachblattes Chaos.

Bisher konnten Hirnforscher in den Hirnsignalen eines Elektroenzephalogramms (EEG) keine Anzeichen für chaotisches Verhalten feststellen, da diese in der Menge eines rauschartigen Signaluntergrunds nicht erkennbar waren. Für ihr Modell gingen die Wissenschaftler nun von zwei Arten von Hirnzellen aus: Die einen verzögerten das Feuern von Signalen bei anderen Neuronen, die anderen forcierten diesen Vorgang. Auf verschiedene äußere Reize entwickelte sich eine unsystematische und rauschähnliche Aktivität der Neuronen. Dieses Verhalten konnten die Forscher mit dem typischen Verhalten eines chaotischen Systems in Übereinstimmung bringen.

Die Existenz von Chaos im Hirn könnte nach Aussage der Forscher eine wichtige Grundlage für das Verständnis von vielen Hirnvorgängen wie das Erkennen von Gerüchen oder Geräuschen liefern. Ein überraschend kleiner Reiz resultiert dabei in einer eindeutigen und heftigen Reaktion des Hirns. Solch ein chaotisches Verhalten spielt unter anderem auch in der Klimaforschung eine Rolle, bei der der berühmte Flügelschlag eines Schmetterlings die Bildung eines Wirbelsturms initiiert. (pte)

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