Gehirnforschung

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

Die Rolle der Mitochondrien für Organisation und Leistungsfähigkeit des Gehirns

Das Gehirn ist eines der energieintensivsten Organe des Körpers und seine Funktionsfähigkeit beruht nicht nur auf der Verschaltung von Nervenzellen, sondern ebenso auf den inneren Strukturen dieser Zellen. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Mitochondrien, die als Energieproduzenten bekannt sind, jedoch weit darüber hinausgehende Aufgaben übernehmen. Sie beeinflussen die Signalübertragung zwischen Nervenzellen, regulieren zelluläre Stoffwechselprozesse und sind an grundlegenden Entscheidungen über Anpassung, Aktivität und Überleben von Zellen beteiligt. Ihre Organisation innerhalb der Nervenzellen ist daher eng mit… Weiterlesen »Die Rolle der Mitochondrien für Organisation und Leistungsfähigkeit des Gehirns

Flexible Umverteilung in kognitiven Netzwerken: Wie das Gehirn auf Störungen reagiert

Hartwigsen (2018) betrachtet kognitive Funktionen des menschlichen Gehirns als das Ergebnis großräumiger neuronaler Netzwerke und lenkt den Fokus auf deren Fähigkeit, auf fokale Störungen flexibel zu reagieren. Während frühere Arbeiten vor allem die Netzwerkorganisation betonten, blieb bislang unklar, wie diese Netzwerke Ausfälle einzelner Regionen kompensieren können. Hartwigsen schlägt hierfür eine neue Perspektive vor, nach der kognitive Netzwerke ihre interne Aufgabenverteilung dynamisch anpassen. Er argumentiert, dass die relative funktionale Gewichtung einzelner Hirnareale innerhalb eines Netzwerks rasch verändert werden… Weiterlesen »Flexible Umverteilung in kognitiven Netzwerken: Wie das Gehirn auf Störungen reagiert

Der neuronale Kipp-Punkt des Einschlafens

Eine Untersuchung von Li et al. (2025) zeigte, dass das Einschlafen kein schleichender, sondern ein abrupt einsetzender Prozess ist, der von einem klar identifizierbaren Kipp-Punkt im Gehirn markiert wird. Während Schlaf traditionell als langsames Abdriften vom Wachzustand verstanden wurde, konnte man in einer umfangreichen Analyse von über 1000 nächtlichen EEG-Aufzeichnungen nachweisen, dass der Übergang einem bifurkationsähnlichen Muster folgt: Kurz vor dem Einschlafen verlangsamt sich die neuronale Dynamik zunehmend, bis sie plötzlich in einen stabilen Schlafzustand umschlägt. Dieser… Weiterlesen »Der neuronale Kipp-Punkt des Einschlafens

Die neuronale Architektur des menschlichen Gehirns wandelt sich viermal im Leben grundlegend

Eine groß angelegte Analyse von über 3.800 Gehirnscans von Mousley et al. (2025) zeigte, dass das menschliche Gehirn im Verlauf des Lebens vier markante strukturelle Wendepunkte durchläuft, die jeweils den Übergang in eine neue funktionelle Epoche markieren. Diese Umbrüche treten etwa mit neun, 32, 66 und 83 Jahren auf und prägen die kognitiven Fähigkeiten ebenso wie die Anfälligkeit für psychische oder neurologische Störungen. Die erste Epoche umfasst die Jahre von der Geburt bis etwa zum neunten Lebensjahr.… Weiterlesen »Die neuronale Architektur des menschlichen Gehirns wandelt sich viermal im Leben grundlegend

Der plötzliche Übergang beim Einschlafen

Schlaf gehört zu den elementarsten biologischen Prozessen und ist dennoch von einer Aura des Geheimnisvollen umgeben. Wie genau das Gehirn den Übergang vom Wachzustand in den Schlaf organisiert, galt lange als ein gleitender, gradueller Vorgang. Neue Forschungsergebnisse zeichnen jedoch ein anderes, deutlich präziseres Bild. Li et al. /2025) konnten zeigen, dass das Einschlafen kein sanftes Hinübergleiten ist, sondern ein abruptes Umschalten – ein zweistufiger Prozess, der sich in den elektroenzephalographischen Signaturen des Gehirns klar abbildet. Das Bild… Weiterlesen »Der plötzliche Übergang beim Einschlafen

Wie neuronale Schleifen Gewohnheiten formen

Gewohnheiten erscheinen oft wie kleine Automatismen, die sich unmerklich in den Alltag schleichen – man bindet Schuhe, öffnet Türen oder checkt das Handy, ohne darüber nachzudenken. Doch hinter dieser Mühelosigkeit steckt ein raffiniertes Prinzip des Gehirns: Es nimmt Abkürzungen. Eine internationale Forschergruppe beschreibt, wie das menschliche Verhalten nicht durch zwei strikt getrennte Systeme – ein bewusstes, langsames und ein unbewusstes, schnelles – gesteuert wird, sondern durch ein flexibles Zusammenspiel verschachtelter neuronaler Schleifen (Hamker et al., 2025). Diese… Weiterlesen »Wie neuronale Schleifen Gewohnheiten formen

Wie Schlafmangel die Konzentration beeinflusst

Schlafmangel beeinträchtigt nicht nur die Aufmerksamkeit, sondern führt auch zu tiefgreifenden physiologischen Veränderungen im Gehirn, wie Yang et al. (2025) jüngst in einer Studie gezeigt haben. Mithilfe einer Kombination aus schneller funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) und Elektroenzephalografie (EEG) beobachteten sie 26 Probandinnen und Probanden, die einfache visuelle und akustische Aufgaben lösen sollten. Dabei zeigte sich, dass Schlafmangel zu deutlich schlechteren Leistungen führte, denn Teilnehmende reagierten langsamer oder verpassten einzelne Aufgaben vollständig. Die Bildgebungsdaten offenbarten dabei einen bemerkenswerten Zusammenhang… Weiterlesen »Wie Schlafmangel die Konzentration beeinflusst

Dopamin beeinflusst die Bewertung zukünftiger Belohnungen

Eine Studie von Smith et al. (2025) lieferte jüngst neue Erkenntnisse darüber, wie das dopaminerge System menschliche Entscheidungsprozesse beeinflusst, insbesondere die Fähigkeit, auf spätere Belohnungen zu warten. Im Zentrum der Untersuchung stand der Einfluss von L-DOPA, einer Vorstufe des Neurotransmitters Dopamin, auf die sogenannte zeitliche Diskontierung (temporal discounting), also die Tendenz, kleinere sofortige Belohnungen größeren, aber verzögerten vorzuziehen. Frühere Studien hatten widersprüchliche Ergebnisse geliefert, denn während einige auf eine gesteigerte Impulsivität durch dopaminerge Stimulation hindeuteten, berichteten andere… Weiterlesen »Dopamin beeinflusst die Bewertung zukünftiger Belohnungen

Verschaltete Hirnkreise formen menschliches Verhalten

Warum greifen Menschen morgens automatisch zur Kaffeetasse, ohne über jeden einzelnen Handgriff nachzudenken? Diese Beobachtung führt zu einer grundlegenden Frage der Neurowissenschaften: Wie steuert das Gehirn das menschliche Verhalten durch bewusste Entscheidungen oder durch eingeübte Routinen? Traditionell wird angenommen, dass zwei voneinander getrennte Systeme diese Prozesse lenken: ein schnelles, intuitives System für automatische Handlungen und ein langsames, reflektiertes System für bewusstes Handeln. Dieses Modell, das unter anderem durch Daniel Kahnemans Konzept des „schnellen“ und „langsamen“ Denkens bekannt… Weiterlesen »Verschaltete Hirnkreise formen menschliches Verhalten

Triacylglyceride als weitere Energiereserven im Gehirn

Das menschliche Gehirn ist das komplexeste und energiehungrigste Organ des Körpers. Obwohl es lediglich rund 2 % der gesamten Körpermasse ausmacht, beansprucht es einen beachtlichen Anteil von etwa 20 % der täglich aufgenommenen Energie. Diese immense Anforderung ist notwendig, um die kontinuierliche synaptische Aktivität und die Aufrechterhaltung der neuronalen Integrität zu gewährleisten. Über Jahrzehnte hinweg galt die Glucose (Traubenzucker) als die fast alleinige Energiequelle für das Gehirn. Die klassische neurologische Lehrmeinung besagte, dass Neurone Glucose primär durch… Weiterlesen »Triacylglyceride als weitere Energiereserven im Gehirn

Haben Finger ein Gedächtnis für Knöpfe oder Tasten?

Die umgangssprachliche Annahme, dass Finger ein Gedächtnis für Knöpfe oder Tasten haben, wird in der Psychologie und Neurowissenschaft durch das Konzept des prozeduralen Gedächtnisses oder motorischen Gedächtnisses – auch als Muscle Memory bezeichnet)- gestützt. Das prozedurale Gedächtnis Das sogenannte „Gedächtnis der Finger“ ist in Wirklichkeit eine Form des impliziten oder non-deklarativen Gedächtnisses, genauer gesagt das prozedurale Gedächtnis (Squire & Zola, 1996). Das prozedurale Gedächtnis ist verantwortlich für das Speichern und Abrufen von Fertigkeiten, Gewohnheiten und automatisierten Handlungsabläufen.… Weiterlesen »Haben Finger ein Gedächtnis für Knöpfe oder Tasten?

Das verteilte Gehirn: Wie Entscheidungen parallel entstehen

Entscheidungen erscheinen uns als spontane, einheitliche Gedankenakte. Doch aktuelle neurowissenschaftliche Befunde zeichnen ein deutlich komplexeres Bild: Die Prozesse, die zu einer Entscheidung führen, verlaufen nicht in klar abgegrenzten hierarchischen Bahnen, sondern in einem vielschichtigen Zusammenspiel zahlreicher Hirnareale. Zwei im Fachjournal Nature veröffentlichte Studien des International Brain Laboratory (IBL) zeigen, dass Entscheidungsfindung ein global vernetztes und hochgradig paralleles Phänomen ist, das nahezu das gesamte Gehirn erfasst (Findling et al., 2025; Meshulam et al., 2025). Das IBL, ein Zusammenschluss… Weiterlesen »Das verteilte Gehirn: Wie Entscheidungen parallel entstehen