NeurowissenschaftSchaltplan des Gehirns

Wissenschaftler lernen, wie Charaktereigenschaften und psychische Krankheiten im Kopf verschlüsselt sind. von 

Als Wladimir Iljitsch Lenin 1924 starb, hinterließ er ein begehrtes Objekt: sein Gehirn. In 30.000 Scheiben zerlegten Wissenschaftler das Denkorgan des Revolutionärs, um die materielle Basis des politischen Genies zu ergründen. Albert Einsteins Hirn wurde in mehr als 170 Stücke zerlegt. Doch weder Lenins noch Einsteins Gehirnmasse gab post mortem wirklich preis, was sie zu hervorragenden Denkleistungen befähigt hatte.

Heute müssen Neurowissenschaftler nicht mehr den Tod ihrer Forschungsobjekte abwarten. Sie können quicklebendigen Menschen mit Methoden wie etwa der Kernspintomografie in den Schädel schauen. Der Proband braucht sich nur in eine Röhre zu legen, hört einige Sekunden lang ein lautes Klacken, und es entsteht eine Momentaufnahme der feinsten Strukturen des Gehirns.

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Die Neurotechnik schritt dabei so rasch voran, dass sie die Forscher zu einer utopisch anmutenden Idee inspiriert hat: Könnte man nicht einen Atlas erstellen, der alle Verbindungen zwischen allen Gehirnregionen verzeichnet? Human Connectome Project nennt sich dieser ehrgeizige Plan der amerikanischen National Institutes of Health, der nicht weniger zum Ziel hat als die Erstellung eines vollständigen Schaltplans des Gehirns.

Schon das Kunstwort "Connectome", gebildet aus connect (verknüpfen, verbinden) und genome, symbolisiert die Größe des Vorhabens. Schließlich gibt es im menschlichen Gehirn rund eine Million Mal mehr Verbindungen als "Buchstaben" im Erbgut. Das alles zu entschlüsseln mutet noch gewagter an als das Humangenomprojekt, das sich die Entzifferung des Erbguts zum Ziel setzte und 2003 abgeschlossen wurde.

Die Hoffnung hinter beiden Projekten ist jedoch eine ganz ähnliche: zu verstehen, was den Menschen zum Menschen macht. Vom Konnektom erwartet man vor allem Aufschlüsse über psychische Krankheiten. Denn das wahre Ich, sagt der Neuroforscher Sebastian Seung, Autor des Buches Connectome, sei nicht in den Genen des Menschen verborgen, sondern in den Verknüpfungen aller Nervenzellen seines Gehirns.

Wer wissen will, wie das in der Praxis aussieht, kann beispielsweise zu Martin Walter fahren, der im Magdeburger Leibniz-Institut für Neurologie das Rätselorgan Gehirn erforscht. Am amerikanischen Kartierungsprojekt ist er zwar nicht direkt beteiligt, aber auch er nutzt die neue Lieblingstechnik der Kartierer, das resting state functional MRI (rsfMRI). 

Der Kernspintomograf zeigt, welche Gehirnregionen kommunizieren

Mit dieser Weiterentwicklung der herkömmlichen Magnetresonanztomografie (MRI) lässt sich der rege Nachrichtenverkehr im ruhenden Gehirn beobachten. Die Probanden brauchen dazu nichts weiter zu tun, als in der Untersuchungsröhre zu liegen und sich auf nichts Spezielles zu konzentrieren. "Entweder ist es komplett dunkel, oder da ist nur ein Punkt, auf den man schauen kann. Die Anweisung lautet immer: an nichts denken", sagt Martin Walter.

Der Kernspintomograf registriert unterdessen, wie Erythrozyten durch die Blutgefäße in ihren Gehirnen rauschen und in aktiven Regionen Sauerstoff abgeben. Diese Signale enthalten sehr langsame, synchrone Schwankungen, die verraten, welche Gehirnregionen gerade miteinander kommunizieren.

"Weil wir die Durchblutung des gesamten Gehirns aufnehmen, können wir nachweisen, dass bestimmte Regionen gewissermaßen miteinander 'schwingen'", sagt Henrik Walter, der an der Charité in Berlin auch mit dem rsfMRI arbeitet. "Diese Regionen bilden ein sogenanntes funktionelles Netzwerk, und davon gibt es mehrere." Wie sie miteinander verbunden sind, verrät eine kernspintomografische Aufnahme der Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Wassermolekülen im Gehirn: Entlang der Richtung von Nervenfasern bewegen sie sich schneller als rechtwinklig dazu.

Die Netzwerke sind im Grunde nichts anderes als verschiedene Abschnitte im Gehirn, die direkt oder indirekt miteinander verbunden oder aufeinander abgestimmt aktiv sind. Die zwei größten Ruhe-Netzwerke dabei sind zum einen das sogenannte default mode network, das Leerlauf-Netzwerk, in dem sich das Gehirn hauptsächlich mit sich selbst beschäftigt, und zum anderen ein Zusammenschluss von verschiedenen Aufmerksamkeitsarealen, die einen Zustand wacher Offenheit für äußere Reize erzeugen. Dazu kommen etliche untergeordnete Netzwerke. Es gibt Versuche, in denen man 30 bis 50 davon nachweisen konnte.

Leserkommentare
    • drhwenk
    • 08. August 2013 16:35 Uhr

    Tatsächlich hat der Gründervater der moderen Neurlogie, die "Melancholie", heute "Depression" asl hauptsächlichen köperrliche(en Schmerz) definierend erkannt - schulbildend. Sind doch die Neurologen mehr fürs "Köperliche" zuständig.

    Es kommt überall eine neurologische Deckschicht drauf, konstatiert der Psychotherapethenschulbilder Guattari.

    Der Geist, die Psyche muss sich das Gehiren samit "Dynamik2 und auch sonst untr andewren kartenbilden "erorbern". Da geht es auch sehr "dynamisch zu, so das ein rsfMRI Aufnahme ehe eine Art "WZeiscnhhenzustandesbeschreibung" gibt, Andern kulturorts und ander Kulturzeit hat die Menscheit da erheblich mehr Professionalität im Umgang mit Depression und Schmerz bewiesen.
    Die Fakire sind das bekannteste, Tapas heissen im Yoga die entsprechenden Techniken. Auch viel uns sonst unverständliche Riten und Techniken dürften sich daraus erklären. Ihr Missbrauch zu Unterwerfungszweecken mit den Monotheistischen Religionen und Großreichen, aber auch scbhon inschamenartigenGesellschaften, korrupiertt den schwachen Wissensfluss. Marcel Mauss meinte, es sollte "Kaltblütigkeit" damit erzeugt werden, Abhärtungen. Das Gegenstück zur Prinzessin auf der Erbse oder Heulsuse, sozusagen. "Indianer kennt keinen Schmerz".

    • drhwenk
    • 08. August 2013 16:36 Uhr

    Jedenfalls sind Antidepressiva SCHMERZMITTELL. Unterstehen sie sich, schmerzverstärkende Mittel wie Neurleptika gegen mit solchen Tomographien, welche Art auch immer, zu begründen.

    Nolens würden sonst Grundlagenfporscher zu Henkershelfern für Seelen, vor allem was die von den meisten Mediziner abgeleugnetet Nachtodperpejktiven angeht, die erwähnte Alternativen durchaus noch im Blick haben.

    Ds die Mediziner keine Grefühl für Seele habne und unvollständge Induktion anwenden, hat viel für und deswegen gegen sich (!!!).

  1. hätte man erweitern können, wie körperliche Krankheiten entstehen. Da liegt ein grosser Schluessel auch im Gehirn.

    Auch darf man festhalten, die Herren Hirnforscher im Artikel schauen auf das Gehirn und nicht hinein

    Eine Leserempfehlung
    • Oyamat
    • 10. August 2013 9:52 Uhr

    In einer Zeitung stehen nicht nur Dinge, die richtig sind - aber wünschenswert wäre ja doch, wenigstens offenkundig falsche Aussagen herauszulassen. Und weder sind Charaktereigenschaften sowie psychische Erkrankungen im Kopf "verschlüsselt", noch hat irgendwer Zugriff darauf.
    Was im Tomographen beobachtet wird, ist die Sauerstoffversorgung von Bereichen im Gehirn. Soweit die Annahme stimmt, daß Aktivität mit erhöhtem Bedarf nach Sauerstoff einhergeht, kann man daraus "Aktivitätsmuster" ableiten - aber auch nur, soweit diese Annahme stimmt.

    Außerdem hängt der Charakter bei weitem nicht nur vom Gehirn ab. Das gesamte endokrine System kann da mitspielen, und das erstreckt sich auch über die Schilddrüse, die Nieren und solche Organe. Synapsen zu zählen, hilft da keinen Schritt auf dem Weg zur Erkenntnis.

    MGv Oyamat

    5 Leserempfehlungen
  2. Dass man am Schluss noch die "Amerikanische Idee von Freiheit" untergejubelt bekomm ist ist schon ein bisschen bizarr. Da ging wohl eine persönliche Vorliebe mit dem Autoren durch. Das erste was die Amis machen ist sicherlich auch diese Forschung auf militärische und geheimdienstliche Nutzbarkeit zu untersuchen. Wie sie es schon immer taten, mit Drogen, Deprivation, Beeinflussungs- und Verhörtechniken.
    Wissenschaftlich betrachtet ist es auch ein Kurzschluss zu glauben wir seien frei, nur weil die Gene nicht alles kontrollieren. Wer neuere Hirnforschung kennt weiß dass es problematisch in diesem Neuronen-Netz einen autonome Instanz zu finden, die "frei" Entscheidungen trifft. Unter Genen stellt man sich halt als Laie so kleine Legobausteine vor die irgendwie starr und materiell sind, während sich das Getümmel im Hirn eher frei anfühlt. Im übrigen ist neuerdings sogar das Wirken von Genen mittlerweile als flexibel und von Lebenseinflüssen beeinflusst erkannt.

    3 Leserempfehlungen
    • TiSa
    • 10. August 2013 10:42 Uhr

    Insgesamt finde ich den Ansatz Strukturen zu betrachten und mit dem Verhalten der Probanden zu vergleichen ganz interessant. Aber wie einer meiner Vorredner bereits sagte, läßt sich mit einem MRT nur indrekt auf die Neurone selbst schließen. Man betrachtet also eher Glia als Neurone, daher wäre ich vorsichtig schon die Korken knallen zu lassen und einen Durchbruch zu feiern.

    Hinzu kommt, dass es vermutlich in der Praxis zu Therapiezwecken wenig praktikabel sein wird. Jeder der schon einmal in einem MRT war, weiß wie lange es dauert einen Termin zu bekommen. Setzt man dies nun in Relation zu den zum bersten gefüllten Wartezimmern der Psychotherapeuten, bei denen die Wartezeiten ebenfalls gewaltig sind, sehe ich da kaum nutzen für eine breite Masse.
    Was soll man mit dem Patienten machen, wenn bei ihm vom Hausarzt ein depressive Verstimmung diagnostiziert wird? Bei dem Mangel an MRTs und der Masse an Patienten würde es vermutlich bis zu einem Jahr dauern, bis die Therapie, basierend auf dem Resultat des MRTs, starten könnte. Und dann bräuchte man eben zur Kontrolle erneute Aufnahmen, was die Auslastung der Geräte noch weiter komplizieren würde.

    Auch wenn es im Artikel ausdrücklich verneint wird, würde ich diese Methode eher auf dem Gebiet der Grundlagenforschung sehen und nicht als möglichen Therapieansatz.

    2 Leserempfehlungen
  3. Stimme dem zu. Pervers. Als gesund gilt das, was unter amerikanischen Vorzeichen als richtig erscheint. Der Hirn-Print von Nichtwaffenträgern gilt dann als krankhaftes Indiz. Für Pazifisten, Sozialisten und Cricket-Fans wird es Umschulprogramme und Therapien geben.

    2 Leserempfehlungen
    • AlexR
    • 10. August 2013 11:45 Uhr
    8. SSRSs

    "[D]ie Wirkung des weit verbreiteten Antidepressivums SSRI" - liebe Zeit, ich muß an eurer Recherche zweifeln. SSRIs sind eine ganze Klasse von Antidepressiva, nämlich die Selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (engl: Selective Serotonin Reuptake Inhibitor), und nicht nur ein AD.
    In so einem Artikel ein eklatant peinlicher Fehler, wo man sich dann schon fragt, wie der Rest recherchiert ist.

    Was schade ist, weil ist ein interessantes Thema.

    Eine Leserempfehlung
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    Freier Autor

    Lieber AlexR,

    vielen Dank für den Hinweis. Ja, das ist sehr unglücklich formuliert: SSRIs sind tatsächlich eine Gruppe von Antidepressiva, ich habe diese Gruppe vereinfachend als Antidepressivum bezeichnet, weil ja jedes SSRI im Grunde den gleichen Wirkmechanismus hat - daher ist, was ich geschrieben habe, nicht falsch.

    Trotzdem wäre es wahrscheinlich besser gewesen, das einfach ins Plural zu setzen.

    Wie gesagt, danke für den Hinweis.

    Herzlich,

    Christian Heinrich

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