Wachsendes Gehirn ist besonders flexibel

Text von: redaktion

Eine Studie unter der Leitung von Matthias Kaschube, ehemals Wissenschaftler am MPI für Dynamik und Selbstorganisation und jetzt an der Princeton University (USA), hat ergeben, dass bestimmte Gehirnbereiche bei neugeborenen Babys besonders flexibel sind.

Schon lange rätselt die Wissenschaft, warum das Gehirn bei Babys besonders flexibel ist und sich leicht verändert. Liegt es daran, dass Babys viel lernen müssen?

Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience, dem Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, der Schiller-Universität Jena sowie der Princeton University (USA) schlagen nun eine neue Erklärung vor:

Vielleicht liegt es einfach daran, dass das Gehirn noch wachsen muss. Das Gehirn ändert sich ständig. Neuronale Strukturen sind nicht fest verdrahtet, sondern werden mit jedem Lernen und jeder Erfahrung abgewandelt.

Die Entwicklung der Sehrinde kann in Tierexperimenten beispielsweise in den ersten Monaten nach der Geburt durch unterschiedliche visuelle Reize stark beeinflusst werden. Nervenzellen in der Sehrinde von erwachsenen Tieren teilen sich die Verarbeitung von Informationen aus den beiden Augen auf: Einige „sehen“ nur das linke Auge, andere nur das rechte.

Dabei liegen Zellen rechter bzw. linker Spezialisierung jeweils in kleinen Gruppen beieinander, genannt Kolumnen. Beim Größenwachstum werden Kolumnen nicht größer, sondern es werden mehr. Ein Großteil des Wachstums der Sehrinde ist auf einen Zuwachs nicht-neuronaler Zellen zurückzuführen.

Erklären lassen sich diese Veränderungen damit, dass vorhandene Zellen ihre Präferenz für das rechte oder linke Auge ändern. Zudem haben die Wissenschaftler beobachtet, dass sich die Anordnung der Kolumnen ändert.

„Eine solche Umstrukturierung bei gleichzeitiger Funktionsfähigkeit ist eine enorme Leistung des Gehirns“, sagt Wolfgang Keil, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation Göttingen und Erstautor der Studie.

„Es steht kein Ingenieur dahinter, der sie plant, sondern der Prozess muss aus sich selbst heraus entstehen.“

Das Modell der Wissenschaftler erklärt die Kolumnenentstehung. Damit liefern die Forscher eine mathematische Grundlage, die realistisch beschreibt, wie sich die Sehrinde während der Wachstumsphase umbauen könnte.