Zuerst eine kleine Einführung in Neurologie.

Eine Nervenzelle (Neuron) ist etwa wie jede andere Zelle, sie besteht aus einem Zellkörper und aus einem Zellkern. Der größte Unterschied zwischen einer gewöhnlichen Zelle und einer Nervenzelle ist der lange Ast (Axon), welcher zum Informationsaustausch zwischen Neuronen genutzt wird.

Die äußere Schicht unseres Gehirns, “graue Substanz” genannt, ist hauptsächlich für das Denken und das Handeln verantwortlich. Sie besteht größtenteils (zu etwa 70%) aus neuronalen Zellkörpern. Darunter liegt die sogenannte “weiße Substanz”, die aus Axonen besteht, welche Informationen von einem Teil des Gehirns zu einem anderen schicken. Coronaler Schnitt eines Gehirns, ihr wurdet gewarnt.

So, jetzt aber zum eigentlichen Post.

The Human Connectome

Bis vor Kurzem dachten Wissenschaftler noch, die weiße Substanz sei wie ein Teller voll Spaghetti, ein Haufen wild durcheinander geworfener Kabel, die irgendwie das Gehirn verknüpfen. 2005 begannen die National Institutes of Health und einige andere US Universitäten erstmals damit, eine Karte aller neuronalen Verknüpfungen des menschlichen Gehirns zu erstellen. Dazu benutzten sie einen einzigartigen MRT, welcher so empfindlich ist, dass er die Bewegung von Wasser in einzelnen Neuronenfasern erfassen kann. Danach benutzt er Diffusions-Tensor-Bildgebung, um festzustellen, in welche Richtung diese Fasern verlaufen.

Um mit einem herkömmlichen MRT solche Aufnahmen zu erhalten, müsste der Patient mehrere Stunden in der Maschine verbringen, wohingegen diese Bilder in wenigen Minuten entstanden sind.

Was die Wissenschaftler herausgefunden haben, ist, dass die Axone, entgegen der vorherigen Annahme, sehr geordnet sind. Sie gehen rauf, runter, nach rechts oder nach links, ohne irgendwelche Diagonalen oder Schlaufen zu bilden. Sie beschrieben es wie die Anordnung einer großen Stadt, mit Straßen die in zwei Richtungen laufen und Fahrstühlen in großen Gebäuden die hoch und runter fahren.

Zusätzlich überlagern sich die Neuronen mit genau 90° und verwoben, ähnlich wie Stoff

Das menschliche Gehirn ist eine der kompliziertesten Strukturen, die uns bekannt sind. Wissenschaftler sind überrascht, in einem so mysteriösen Organ wie dem Gehirn eine solche Ordnung zu finden. Forscher des Projektes glauben, dass dieses einfache Modell einige noch komplexere Strukturen enthält, da der Scanner bisher nur die inneren Schichten des Gehirns erfasst hat, also nur die “Hauptstraßen”.

Das Projekt soll in den nächsten 5 Jahre abgeschlossen werden. Wissenschaftler erhoffen sich ein genaueres Bild der Entwicklung des Gehirns und davon, welche Ähnlichkeiten unser Gehirn mit dem anderer Tierarten hat. Wenn die Grundbauart von anderen Gehirnen ähnlich der des Menschen ist, wäre es viel leichter zu verstehen, was z.B. das Gehirn eines Fisches und das eines Menschen gemeinsam haben. Wenn sie Organismen entwickeln, werden Funktionen einfach hinzugefügt und werden somit komplexer, wobei das Grundgerüst ähnlich bleibt.

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