Origami im Gehirn
Die große Schaltzentrale in unserem Kopf vollbringt über den gesamten Tag hinweg so einige Glanzleistungen. Wir atmen, verdauen, hören und sehen, denken nach und träumen. Unser Gehirn ist die ganze Zeit beschäftigt.
Wenn man ein Gehirn schon einmal gesehen hat, weiß man, dass es nicht unbedingt schön aussieht. Ein rosa-gräulicher Klumpen mit vielen Windungen und Falten.
Ich habe mich gefragt, wie die Falten dort hineinkommen. Haben sie eine besondere Aufgabe? Machen die Falten intelligenter?
Windungen und Wendungen
Die Falten befinden sich nicht an zufälligen Stellen. Sie folgen eher einem bestimmten Bauplan. Es gibt einige charakteristische Furchen, nach denen sich das Gehirn morphologisch und funktionell unterteilen lässt. Die Zentralfurche trennt beispielsweise den somatosensorischen (fühlenden) vom motorischen (bewegenden) Cortex.
Mechanische Kräfte der Nerven sorgen dafür, dass sich die Oberfläche faltet. Die Faserspannung von vielen Nervenfasern bewirkt, dass der Cortex in dicht besiedelten Regionen zueinander gezogen wird.
Faltiges Gehirn
Die Hirnoberfläche einer Maus oder Ratte ist beispielsweise glatt, während die des Menschen von Furchen und Falten übersät ist. Durch das Falten der Gehirnoberfläche wird diese gleichzeitig um ein Vielfaches vergrößert.
Zuvor gingen Forschende davon aus, dass durch die Vermehrung von Vorläuferzellen während der Entwicklung die daraus resultierenden Nervenzellen mehr Platz benötigen würden. Da es jedoch nur begrenzten Platz im Schädel gibt, würde sich der Cortex zusammenfalten. In Mäusen, die ebenfalls erhöhte Zellmengen produzierten, zeigte sich dieser Effekt jedoch nicht.
Inzwischen ist bekannt, dass bestimmte Moleküle, die sogenannten FLRTs, die Anordnung der Zellen beeinflussen. Und tatsächlich: Mäuse ohne diese Moleküle zeigten Falten im Gehirn, obwohl die Zellmenge gleichblieb. Ohne FLRTs haften die Zellen nicht mehr so stark aneinander und können sich freier und schneller bewegen.
Machen die Falten schlauer?
Durch die Faltung vergrößert sich die Oberfläche, sodass dort auch mehr Zellen Platz finden können. Somit könnten höhere Denkprozesse ermöglicht werden.
Veraltete Theorien besagen, dass große Gehirne und viele Zellen ein Indikator für erhöhte Intelligenz seien. Heutzutage geht man jedoch davon aus, dass die effizientere Vernetzung zwischen den Neuronen die Intelligenz beeinflusst. Zudem ist bis heute nicht abschließend geklärt, wo genau im Gehirn Intelligenz entsteht. Zur Debatte steht, dass der Frontallappen hinter der Stirn und der Parietallappen an den Schläfen dafür verantwortlich seien. Jedoch lässt sich der Quell der Intelligenz nicht auf einzelne Regionen begrenzen.
Es gibt noch keine Studien, die die Intelligenz zwischen faltigen und nicht faltigen Gehirnen einer Art auf den Grund gegangen sind. Es gibt beispielsweise keine Menschen mit faltigen und unfaltigen Gehirnen, woran man diese Frage untersuchen könnte. Zu Mäusen gibt es noch keine Studien, die das belegen.
Referenzen
Die Entstehung der Falten in der Hirnoberfläche | Max-Planck-Gesellschaft. (n.d.). Retrieved June 29, 2023, from https://www.mpg.de/11257464/grosshirnrinde-flrt-rezeptoren#:~:text=Falten%20im%20Gehirn%20vergr%C3%B6%C3%9Fern%20die,wie%20zum%20Beispiel%20die%20Maus.
Gehirne intelligenter Menschen sind weniger vernetzt | NZZ. (n.d.). Retrieved June 30, 2023, from https://www.nzz.ch/wissenschaft/was-effiziente-gehirne-ausmacht-ld.1386031
Wie die Windungen ins Gehirn kommen. (n.d.). Retrieved June 29, 2023, from https://www.deutschlandfunk.de/wie-die-windungen-ins-gehirn-kommen-100.html
Wo sitzt die Intelligenz im Gehirn? (n.d.). Retrieved June 30, 2023, from https://www.dasgehirn.info/denken/intelligenz/die-anatomie-der-intelligenz
Zitat 1: „Veraltete Theorien besagen, dass große Gehirne und viele Zellen ein Indikator für erhöhte Intelligenz seien.“
Im statistischen Durchschnitt ist die Intelligenz grösser, wenn das Gehirn grösser ist. Allerdings ist auch nichts anderes zu erwarten, denn andernfalls wäre mehr Hirn ja einfach Verschwendung. Und die Natur verschwendet zwar schon, aber vor allem dort wo es wenig kostet, also nicht beim Energiefresser Hirn.
Zitat 2: „Heutzutage geht man jedoch davon aus, dass die effizientere Vernetzung zwischen den Neuronen die Intelligenz beeinflusst.“
Die Frage ist allerdings, was das bedeutet, eine effizientere Vernetzung des Hirns zu besitzen. Der NZZ-Artikel Gehirne intelligenter Menschen sind weniger vernetzt zeigt, was ich meine. Dort liest man:
Der folgende Absatz zeigt dann, dass die Vernetzung tatsächlich effizienter ist und nicht etwa grösser:
Fazit: Effizientere Vernetzung bedeutet bezüglich Intelligenz, dass die „richtigen“ Hirnareale vernetzt sind um eine Aufgabe zu lösen. Weniger intelligente Personen müssen oft mehr Hirnareale einsetzen um eine Aufgabe zu lösen, weil ihr Hirn weniger effizient organisiert ist.
Howdy !
Nur hierzu kurz und sozusagen Terry-Pratchett-artig angemerkt : [1]
Die Abkühlung des menschlichen (und bärischen!) Hirns könnte von Belang sein, ähnlich wie CPUs idR der Kühlung bedürfen.
Es ist cool cool zu sein.
“Schlauer” könnte dann sozusagen durch die Anordnung von wie hier gemeintem neuronalen Netzwerk machen.
An sich müsste eine Kugelförmigkeit des Hirns angestrebt sein, evolutionsbiologisch und dieser Evolutionsbiologie einen Entscheider voraussetzend, korrekt. [2]
Mit freundlichen Grüßen
Dr. Webbaer
[1]
Terry war ein Laie, sozusagen überall, ein sozusagen perfekter Laie, bundesdeutsch könnte hier vielleicht mit (dem literarisch nicht talentierten, dafür aber journalistisch talentierten) Henryk M. Broder verglichen werden.
Aber auch der Fachwissenschaftler ist sozusagen überall fachfremd, wie auch der Inländer fast überall Ausländer ist.
Insofern könnte Interdisziplinariät befruchtend wirken.
[2]
Terry hat sich auch Überlegungen zu derart möglichen evolutionsbiologischen “Entscheidern” gemacht, bspw. so :
-> https://en.wikipedia.org/wiki/The_Science_of_Discworld (Fortsetzungen folgten)