Gehirnforschung

Die moderne Gehirnforschung begann mit der Phrenologie, als Franz Joseph Gall Zusammenhänge zwischen Arealen des Gehirns und kognitiven Funktionen herstellte.

Wie die Form des Gehirns seine Funktionsweise beeinflusst

Seit mehr als einem Jahrhundert ging man davon aus, dass die Muster der Gehirnaktivität, die die Erfahrungen, Hoffnungen und Träume bestimmen, dadurch bestimmt werden, wie verschiedene Gehirnregionen über ein komplexes Netz von Billionen von Zellverbindungen miteinander kommunizieren. Nun hat eine Studie von Pang et al. (2023) mehr als 10 000 verschiedene Karten der menschlichen Hirnaktivität untersucht und festgestellt, dass die Gesamtform des Gehirns eines Menschen einen weitaus größeren Einfluss darauf hat, wie diese denken, fühlen und sich… Weiterlesen »Wie die Form des Gehirns seine Funktionsweise beeinflusst

Ein neues Modell des Gehirns: HIBALL

Katrin Amunts und Alan Evans vom Helmholtz International Lab haben mit BigBrain das detaillierteste digitale Modell des menschlichen Gehirns erstellt, und gehen mit HIBALL jetzt den nächsten Schritt. HIBALL steht für Helmholtz International BigBrain Analytics and Learning Laboratory, ein International Lab der Helmholtz-Gemeinschaft zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der McGill University im kanadischen Montreal. HIBALL ist ein ultrahochauflösende Modell des menschlichen Gehirns, das vor mehr als zehn Jahren gemeinsam entwickelt wurde, und nun um Informationen zur Verknüpfung… Weiterlesen »Ein neues Modell des Gehirns: HIBALL

Einsamkeit lässt sich im Gehirn nachweisen

Einsamkeit beeinträchtigt das Wohlbefinden und geht häufig mit dem Gefühl einher, von anderen Menschen nicht verstanden zu werden. Die Frage ist, was trägt zu solchen Gefühlen bei einsamen Menschen bei? Baek et al. (2023) haben Daten funktioneller Kernspintomographie von Studienanfängern genutzt, um die relative Ausrichtung der mentalen Verarbeitung von naturalistischen Reizen zu messen und zu prüfen, ob einsame Menschen die Welt tatsächlich auf eigenwillige Weise verarbeiten. Man fand dabei Belege für eine solche Idiosynkrasie, denn die neuronalen… Weiterlesen »Einsamkeit lässt sich im Gehirn nachweisen

Wie verdeckte Aufmerksamkeit funktioniert

Verdeckte Aufmerksamkeit bedeutet, dass man etwas in seiner Umwelt genauer und schneller wahrnehmen kann, ohne dass man direkt hinschauen muss. Es geht also darum, eine Verlagerung des Aufmerksamkeitsfokus vorzunehmen, ohne dabei die Augen zu bewegen, was die Signalcodierung im visuellen Cortex vor Herausforderungen hinsichtlich der räumlichen Auflösung, der Signalweiterleitung und des Übersprechens stellt. Um nun herauszufinden, wie das Gehirn Dinge oder Orte trotzdem erfassen kann und wie die Aufmerksamkeit unabhängig von der Blickrichtung zwischen verschiedenen Orten wechseln… Weiterlesen »Wie verdeckte Aufmerksamkeit funktioniert

Die Konnektivität des Gehirns wird beim Erlernen der Muttersprache spezifisch beeinflusst

Die Konnektivität des Gehirns wird in der Kindheit durch das Lernen und die Umwelt beeinflusst, was sich auf die kognitive Verarbeitung, also das Denken, im erwachsenen Gehirn auswirkt. Das trifft nach einer neueren Studie auch auf kognitive Anforderungen wie die Entwicklung des strukturellen Netzwerks der Sprache zu. In der Studie von Wei et al. (2023) wurden die Verbindungen der weißen Hirnsubstanz des Sprach- und Sprachproduktionsnetzwerks in einer großen Kohorte von Muttersprachlern zweier sehr unterschiedlicher Sprachen verglichen: einer… Weiterlesen »Die Konnektivität des Gehirns wird beim Erlernen der Muttersprache spezifisch beeinflusst

Welche Bedeutung hat rechts-links für das menschliche Gehirn?

Die Unterscheidung zwischen der rechten und linken Gehirnhälfte ist eine bekannte Vorstellung, die oft in der Populärwissenschaft und Kultur verwendet wird. Allerdings ist die tatsächliche Funktion der beiden Gehirnhälften komplexer und nicht so einfach zu unterscheiden, denn in der Tat arbeiten die beiden Gehirnhälften ständig zusammen und kommunizieren miteinander, um komplexe kognitive und motorische Funktionen auszuführen. Einige Funktionen, wie Sprache, haben eine stärkere Ausrichtung auf eine bestimmte Gehirnhälfte, aber es gibt auch viele andere Funktionen, die eine… Weiterlesen »Welche Bedeutung hat rechts-links für das menschliche Gehirn?

Wie Körper und Gehirn bei Angst zusammenspielen

Furcht und Angst sind Gehirnzustände, die sich entwickelt haben, um Abwehrreaktionen auf Bedrohungen zu vermitteln. Die Abwehrreaktion umfasst mehrere interagierende verhaltensbezogene, autonome und endokrine Anpassungen, und obwohl die Neurowissenschaften schon länger an der Entschlüsselung von Angstzuständen und entsprechenden Behandlungsansätzen arbeitet, ist es noch immer nicht gelungen, ein einheitliches Bild zu gewinnen, das sowohl Verhaltensänderungen als auch physiologische Reaktionen und deren dynamisches Zusammenspiel während Angstzuständen beschreibt. Obwohl Bedrohungen mit verschiedenen kardialen Veränderungen in Verbindung gebracht werden, gibt es… Weiterlesen »Wie Körper und Gehirn bei Angst zusammenspielen

Gitterzellen dienen sowohl bei der Eigenbewegung als auch bei der Beobachtung anderer als Navigatoren

Die Navigation durch belebte, sich dynamisch verändernde Umgebungen erfordert die Fähigkeit, andere Menschen zu verfolgen, wobei Gitterzellen im entorhinalen Cortex eine zentrale Komponente der selbstbezogenen Navigation bilden, aber ob diese auch die Bewegungen anderer verfolgen, ist noch ungeklärt. Wagner et al. (2023) vermuteten nun, dass entorhinale gitterartige Codes einen wesentlichen Beitrag zur sozialräumlichen Navigation leisten. Sie untersuchten dafür sechzig menschliche Probanden, die sich einer funktionellen Magnetresonanztomographie unterzogen, während sie verschiedene Pfade eines Demonstrators beobachteten und nachverfolgten, der… Weiterlesen »Gitterzellen dienen sowohl bei der Eigenbewegung als auch bei der Beobachtung anderer als Navigatoren

Die neuronale Entwicklung der visuellen Kategorienbildung

Die visuelle Kategorisierung ist eine kognitive Kernfähigkeit des Menschen, die von der Entwicklung visueller Kategoriedarstellungen im kindlichen Gehirn abhängt. Die genaue Beschaffenheit der visuellen Kategoriedarstellungen von Säuglingen und ihre Beziehung zur entsprechenden Form im Erwachsenenalter sind jedoch weitgehend unbekannt. Daher haben Xie et al. (2022) versucht, die Art der visuellen Kategoriedarstellungen anhand von Elektroenzephalographie-Daten von sechs- bis acht-monatigen Säuglingen und ihren Entwicklungspfad hin zur Erwachsenenreife in Bezug auf die Schlüsselmerkmale der zeitlichen Dynamik, Darstellungsformate und spektralen Eigenschaften… Weiterlesen »Die neuronale Entwicklung der visuellen Kategorienbildung

Mittagsschlaf und Gehirnentwicklung

Wie viel Zeit Kinder für ihren Mittagsschlaf benötigen, also die Zeit, in der ihr Gehirn die Arbeit des Abspeicherns neuer Erinnerungen und Erfahrungen erledigen muss, hängt weniger vom Alter als von der Funktionsweise ihres Gehirns ab, das haben neue Forschungsergebnisse von Mason et al. (2021) gezeigt. Demnach sollten sich Eltern weniger Sorgen über altersabhängige Mittagsschlafzeiten machen, denn das Bedürfnis der Kinder nach einer solchen Auszeit hängt nicht allein vom Alter sindern eher davon ab, wie ihr Gehirn… Weiterlesen »Mittagsschlaf und Gehirnentwicklung

Wie sich Neuronen vor dem Zelltod schützen

Beim Menschen werden die meisten Neuronen während der Embryonalentwicklung produziert und müssen während der gesamten Lebensspanne eines Individuums erhalten bleiben. Daher müssen menschliche Neuronen ausgeklügelte Überlebensstrategien entwickeln, um sich vor dem zufälligen Zelltod zu schützen, der bei anderen Zellen nicht so gravierend ist, da sich fast jede Zelle im Körper eines Menschen erneuern kann. In alternden Zellen kommt es vor, dass sich fehlerhafte Proteine und Schäden an der DNA bilden, und nehmen diese Schäden überhand, weil zelluläre… Weiterlesen »Wie sich Neuronen vor dem Zelltod schützen

Verschiebung des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien

Der zirkadiane Rhythmus ist bekanntlich die Fähigkeit eines Organismus, seine physiologischen Vorgänge auf eine Zeit von etwa 24 Stunden zu synchronisieren, wobei als zentrales Element der Schlaf-Wach-Rhythmus gilt. Jüngst hat man am Mausmodell eine spezielle Zellgruppe im Gehirn identifiziert, die für Verschiebungen des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien (betroffen waren dabei Dopamin-Rezeptoren) verantwortlich ist. Man fand eine molekular genau definierte Zellpopulation des Hypothalamus, die durch ihre Aktivität den Effekt der Psychostimulanzien reguliert, wobei diese vermutlich einen zentralen Steuerungspunkt im… Weiterlesen »Verschiebung des Schlaf-Wach-Rhythmus durch Psychostimulanzien