Warum hat das Gehirn eigentlich Falten?
Schon immer wollten die Menschen wissen, wie das Gehirn aufgebaut ist und wie es funktioniert. Und tatsächlich ist es sehr interessant, wenn du weißt, was jede Hirnhemisphäre tut. Da wir heute viel mehr darüber wissen, ist das Gehirn so interessant wie nie zuvor. Aber warum hat das Gehirn eigentlich Falten?
Wenn man die zoologische Skala zurate zieht, besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Anzahl von Neuronen und der Lernfähigkeit eines Lebewesens. Je größer deine Gehirnoberfläche ist, desto besser kannst du lernen. Der Mensch hat die größte Gehirnoberfläche und dank der Gyri hat das menschliche Gehirn Falten. Infolgedessen vergrößert sich die Oberfläche des Gehirns in einem relativ kleinen und begrenzten Raum – deinem Schädel.
Tiere ohne Gyri werden als lissenzephal bezeichnet und haben nur geringe Lernchancen. Im Gegensatz dazu werden Tiere mit Gyri als gyrencephal bezeichnet und sie verfügen über wesentlich bessere Lernfähigkeiten. Der Mensch ist das gyrencephalste Lebewesen. Das menschliche Gehirn hat mehr Falten als jede andere Spezies, gefolgt von Riesenaffen.
“Sprache und Gehör befinden sich in der Großhirnrinde, der gefalteten grauen Substanz, die wie ein Geschenkpapier die ersten paar Millimeter des äußeren Gehirns bedeckt.”
-Michael Finkel-
Anatomie des Gehirns: Die Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen
Im Mai 2009 hat die Fachzeitschrift Scientific American einen Artikel von Katherine S. Pollard veröffentlicht, einer Biostatistikerin von der University of California. Sie entwickelte ein Computerprogramm, um die Gehirne von Menschen und Schimpansen zu vergleichen. Die DNA-Sequenz mit den größten Unterschieden hatte 118 Nukleotide. Sie bezeichnete sie als HAR1, human accelerated region.
Anscheinend kommt HAR1 sowohl im menschlichen Gehirn als auch im Gehirn anderer Wirbeltiere vor. Aber diese Hirnregion entwickelte sich langsam bei nicht-menschlichen Lebewesen. Es gibt nur zwei Unterschiede zwischen den Sequenzen bei Hühnern und denen von Schimpansen. Zwischen Schimpansen und Menschen gibt es 18 Unterschiede.
Tests mit Hilfe von Kulturen zeigen, dass HAR1 die genetische Expression moduliert und in Neuronen aktiv ist, die an der Entwicklung der Hirnrinde beteiligt sind. Wenn sich das HAR1 in beschädigten Zellen aktiviert, entwickelt sich das Gehirn abnormal und die Hirnrinde sieht anders aus.
Ein anatomisches Merkmal von Intelligenz ist nicht nur das Gewicht eines Gehirns, sondern die Anzahl der Falten.
“Der Geist, der sich einer neuen Idee öffnet, kehrt nie zu seiner ursprünglichen Größe zurück.”
-Albert Einstein-
Wie entstehen die Falten im Gehirn?
Eines der wichtigsten Merkmale des menschlichen Gehirns ist die Größe der Hirnrinde und ihrer Falten, die von außen wie Unebenheiten und Rillen aussehen.
Die meisten Lebewesen mit großen Gehirnen haben gyrencephale Gehirne (mit Falten), während die meisten Lebewesen mit kleinen Gehirnen lissenzephale haben.
Die Neuronen befinden sich auf der Oberseite der Hirnrinde, während sich auf der Unterseite das Kabel befindet, das die Neuronen mit dem Rest des Gehirns verbindet.
Bei großen Gehirnen ist diese neurale Gewebeschicht, die die Außenseite des Gehirns bedeckt, größer als die Gehirnstruktur, die sie bedeckt. Anstatt wie sich ein Ballon aufzublähen, faltet sie sich in sich zusammen, wodurch das Volumen des Gehirns und des Schädels schrumpft.
Victor Borrel und sein Team haben dies untersucht und bewiesen, dass die radiale Gliazelle eine wichtige Rolle bei der Erweiterung der Hirnrinde spielt.
Obwohl sie alleine nicht ausreicht, um einen Kortex mit Gyrus zu erzeugen, ist die radiale Gliazelle eine wichtige Voraussetzung dafür, da sie einen neuen radialen Prozess erzeugt, in dem die Neuronen wandern. Dieser Prozess erweitert die Hirnrinde.
“Das menschliche Gehirn beginnt zu arbeiten, sobald du geboren wirst, und es hört nie auf, bis du aufstehst, um in der Öffentlichkeit zu sprechen.”
-George Jessel-
Was passiert, wenn das Gehirn nicht genug Falten hat?
Die kortikale Faltung erfolgt im Mutterleib. Die Falten im Gehirn entstehen etwa in der 20. Schwangerschaftswoche und sind im Alter von eineinhalb Jahren vollständig entwickelt.
Es ist wichtig, die Funktionen und Verbindungen des Gehirns zu verbessern. Außerdem wird es durch diese Faltung möglich, dass ein großes Gehirn in einem relativ kleinen Schädel Platz findet.
Eine der häufigen Pathologien in diesem Kontext ist die Polymikrogyrie. Hierbei kommt es zu einer abnormalen Entwicklung zu vieler und zu kleiner Falten, bei denen sich die Neuronen ektopisch um die lateralen Ventrikel ansammeln und Knötchen bilden, die epileptische Anfälle verursachen können.
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