Wie schlau seid ihr? Das könnte von der Form eures Gehirns abhängen, zeigt eine Studie

Das menschliche Gehirn ist ein bemerkenswertes und komplexes Organ, das aus etwa 86 Milliarden Neuronen besteht. Diese Neuronen sind durch Billionen von Verbindungen miteinander verbunden, die eine Vielzahl von Nervenbahnen bilden. Seit Jahrzehnten schon versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Funktionsweise dieses komplexen Netzwerks zu verstehen, um die Entstehung von Gedanken, Gefühlen und Verhalten zu erklären.

Einem australischen Forschungsteam ist jetzt ein wichtiger Schritt in der Erforschung des Gehirns gelungen: Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Geometrie des Gehirns einen entscheidenden Einfluss auf unsere Wahrnehmung, Emotionen und unser Verhalten hat. Wissenschaftler um den Forscher James Pang von der Monash University in Australien, haben herausgefunden, dass die Form und Struktur des Gehirns sogar einen größeren Einfluss haben könnten als die komplexen neuronalen Verbindungen. Dieser Durchbruch könnte nicht nur neue Erkenntnisse über die Intelligenz liefern, sondern auch zur Erforschung von Alzheimer und anderen neurologischen Krankheiten beitragen.

Das Gehirn erzeugt Schwingungen

Für ihre Studie, die im Fachmagazin "Nature" veröffentlicht wurde, fertigten die Forscher Magnetresonanztomografie-Scans (MRT-Scans) von 255 Personen an, während diese verschiedene Aufgaben erledigten. Sie mussten beispielsweise mit den Fingern bestimmte Bewegungen ausführen oder sich an bestimmte Bilder erinnern. Außerdem untersuchten sie 10.000 verschiedene Aufzeichnungen der Gehirnaktivität von Menschen, die aus mehr als 1000 Experimenten weltweit stammten.

Anhand der Daten erstellten sie ein Computer-Modell des Gehirns und untersuchten, wie die Neuronenbahnen bei bestimmten Aufgaben und Tätigkeiten reagieren. Das Ergebnis: Strukturierte Aktivitätsmuster, also Schwingungen und Vibrationen, werden fast im gesamten Gehirn angeregt. Bisher glaubte man, dass bestimmte Gedanken oder Empfindungen nur in ganz bestimmten Teilen des Gehirns stattfinden. Pang und sein Team konnten jedoch feststellen, dass die Schwingungen und Vibrationen lange Wellenlängen von mehr als 40 Millimeter und damit räumliche Muster erzeugten.

Die Wellen breiten sich je nach Form unterschiedlich aus

Um es etwas anschaulicher zu machen, vergleicht der Hauptautor James Pang in einer Pressemitteilung das Gehirn mit der Saite einer Geige. Auch hier entsteht der Ton nicht an einer bestimmten Stelle. Vielmehr wird die Resonanzfrequenz durch die Länge, Dichte und Spannung der Saite bestimmt. Und auch beim Gehirn haben die physikalischen, geometrischen und anatomischen Eigenschaften einen Einfluss darauf, wie das Organ funktioniert. Die Kurven und Krümmungen in unserem Gehirn beeinflussen also, was darin passiert – ähnlich wie die Form einer Trommel beeinflusst, welche Töne gespielt werden.

Anhand mathematischer Modelle konnten die Wissenschaftler theoretische Vorhersagen bestätigen, dass die Verbindung zwischen Geometrie und Funktion durch wellenförmige Schwingungen angetrieben wird. Unsere Gehirne sind also vielleicht weniger ein Netzwerk von Verbindungen, sondern mehr ein See von Wellen, die sich je nach Form verschieden ausbreiten.

Mit ihren Ergebnissen können die Wissenschaftler also dank der Form hervorsagen, wie das Gehirn verschiedener Menschen funktioniert. Sie erhoffen auch, so das individuelle Verhalten und das Risiko für psychiatrische sowie neurologische Krankheiten besser erforschen zu können.

hr