Die oberste Schicht des menschlichen Denkorgans, der Kortex, wird als graue Zellen bezeichnet. Säugetiere mit grösseren Gehirnen verfügen über einen stärker gefalteten Kortex. Das menschliche Gehirn ist das mit den meisten Falten. Die Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin «PNAS» veröffentlicht.
Gehirn von Embryonen analysiert
Ziel der Faltung ist es, so viel Gehirn wie nur möglich im Schädel unterzubringen. Das Team um L. Mahadevan hat jetzt ein Modell hergestellt, wie sich das Gehirn bei einem Embryo entwickelt. Anstelle der grauen Zellen benutzten die Forscher ein Gel.
Wie das Gehirn seine gefaltene Form erhält, wurde jetzt herausgefunden. (Symbolbild) /
Dieses Gel wurde auf einem soliden Untergrund aufgebracht, der die weisse Substanz des Gehirns unter der grauen darstellen sollte.
Bei einem Embryo wachsen die grauen Zellen, indem Neuronen geschaffen werden oder andere Zellen aus dem Zentrum des Gehirns in den Kortex wandern. Die Forscher fügten dem Gel ein Lösungsmittel hinzu, welches das Gel der grauen Zellen dazu bringen sollte, sich auszubreiten. Die möglichen Einflüsse des Schädels wurden bei diesem Modell nicht berücksichtigt.
Infos durch veränderte Steifigkeit
Die Wissenschaftler veränderten die Steifigkeit des Gels und die Tiefe der oberen Schichten. Ziel war es, eine komplexe Struktur zu erreichen, die dem menschlichen Gehirn so nahe wie nur möglich kommen konnte. Es gibt laut mehrere Theorien darüber, wie die Falten des Gehirns gebildet werden. Dazu gehört, dass mehr Neuronen auf die Hügel des Gehirns wandern und sie sich so über die Täler erheben lassen.
Denkbar ist auch, dass die Täler durch die Axone gebildet werden - durch jene Fasern, die die Neuronen - und damit auch die eng zusammenhängenden Bereiche des Gehirns miteinander verbinden, berichtet «NewScientist». Mahadevans Modell zeigt, dass solange der Kortex mit der weissen Substanz verbunden ist, nur eine Ausweitung des Kortex erforderlich ist, damit es zu einer Faltung kommt.
Ist dieser Schritt getan, ist laut Mahadevan alles weitere eigentlich sehr einfach. Er spricht in diesem Zusammenhang von einem extrem einfachen Mechanismus. Das Wissen um das Entstehen der Faltung des Kortex soll mehr Einblicke in Krankheiten ermöglichen, bei denen Menschen mit Gehirnen geboren werden, deren Oberfläche völlig glatt ist oder über zu viele Falten verfügt.
