Primatenforschung: Affen- und Menschenhirn sind unterschiedlicher als gedacht

Genetisch unterscheiden wir uns nicht sehr vom Affen. Auch unser Gehirn ähnelt dem unseres nächsten Verwandten. Die Unterschiede allerdings werden in ihren Auswirkungen dramatisch unterschätzt, meint der Neuropsychologe Stanislas Dehaene.

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Makaken: Dramatische Unterschiede zum Mensch in manchen Teilen des Cortex
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Makaken: Dramatische Unterschiede zum Mensch in manchen Teilen des Cortex

Ich glaube (kann aber nicht beweisen), dass wir die Unterschiede zwischen dem menschlichen Gehirn und dem der anderen Primaten gewaltig unterschätzen.

Gewiss kann niemand bestreiten, dass zwischen der Gesamtanlage des menschlichen Gehirns und der etwa des Makaken bedeutende Ähnlichkeiten bestehen. Die für Sensorik und Motorik zuständige primäre Hirnrinde hat den gleichen Aufbau, sogar in höheren Hirnregionen lassen sich Homologien auffinden. Mein Labor hat anhand bildgebender Verfahren im menschlichen Parietallappen - beteiligt an Augenbewegungen, Handgesten und Zahlenverarbeitung - echte Pendants zu mehreren Regionen des Makakengehirns festgestellt.

Doch ich fürchte, dass die Anfangserfolge beim Aufspüren von Homologien dazu beigetragen haben, erhebliche Unterschiede zu verdecken. Allein bei den primären Sehregionen zeigt sich schon im Oberflächenareal eine zweifache Abweichung zwischen Mensch und Makak, und in höheren Bereichen des Parietal- und des Frontallappens ist es das 20 bis 50fache. Viele Experten vermuten sogar, dass die dramatischen Veränderungen in manchen Teilen des Kortex auf zusätzliche Gehirnregionen hinauslaufen.

Im eher mikroskopischen Bereich gibt es einen Neuronentypus, der sich nur im anterioren cingulären Kortex des Menschen und großer Affen, aber nicht bei anderen Primaten finden soll; diese sogenannten Spindelzellen knüpfen Verbindungen über die ganze Hirnrinde hinweg und tragen auf diese Weise zu der besonders ausgedehnten Konnektivität des menschlichen Gehirns bei. Solche Abweichungen der Fläche und Verschaltung mögen vielfach rein quantitativer Art sein, haben aber die Hirnfunktion im qualitativen Sinne revolutioniert.

Jean-Pierre Changeux vom Institut Pasteur und ich halten für wahrscheinlich, dass die höhere Konnektivität des menschlichen Gehirns eine besonders flexible Kommunikation zwischen weit auseinander liegenden Hirnregionen ermöglicht. Wir Menschen mögen nahezu die gleichen spezialisierten Zerebralprozessoren haben wie unsere Primatenvorfahren; doch einzigartig am menschlichen Gehirn dürfte sein, dass es auf die Informationen innerhalb jedes Prozessors zugreifen und sie über Leitungsbahnen fast allen anderen zur Verfügung stellen kann. Deshalb glaube ich, dass wir Menschen einen viel höher entwickelten bewussten Arbeitsbereich haben: eine Reihe von Hirnregionen, die fließend Signale austauschen können, was uns erlaubt, intern Informationen zu verarbeiten und so einzigartige mentale Synthesen zu vollbringen. Durch Rückgriff auf die Leitungsbahnen des Arbeitsbereichs können wir in hierarchischer Form im Wesentlichen alle Hirnregionen mobilisieren und zu Bewusstsein bringen.

Hochstrukturierter Gedankenstrom

Wenn die interne Konnektivität eines Systems eine bestimmte Schwelle überschreitet, setzen sich darin selbsttragende Aktivierungszustände durch. Aus meiner Sicht hat beim Menschen das System des Arbeitsbereichs diese Schwelle überschritten und eine erhebliche Autonomie erlangt. Demnach wäre das menschliche Gehirn viel weniger auf äußere Signale angewiesen, als es die Gehirne anderer Primaten sind. Seine Tätigkeit hört nie auf, von Region zu Region weiterzuwirken, und derart erzeugt es spontan einen hochstrukturierten Gedankenstrom, den wir auf die Außenwelt projizieren.

Zwar tritt die spontane Hirntätigkeit bei allen Spezies auf, doch wenn ich recht habe, werden wir feststellen, dass sie beim Menschen ausgeprägter und höher strukturiert ist – zumindest in den höheren Regionen des Kortex, wo die Neuronen des "Arbeitsbereiches" mit weitverzweigten Axonen ein dichteres Geflecht bilden. Wenn man ferner die Gehirntätigkeit des Menschen von Außenreizen loslösen kann, so werden wir neue Forschungsparadigmen brauchen, da es nicht mehr genügt, das Organ mit Reizen zu bombardieren, wie es bisher in den meisten Versuchen mit bildgebenden Verfahren geschieht.

Dafür gibt es bereits gewisse Indizien. Guy Orban und seine Kollegen von der Katholischen Universität Löwen haben fMRI-Aktivierungen durch die gleichen visuellen Reize bei Menschen und Makaken miteinander verglichen und festgestellt, dass der präfrontale Kortex bei Letzteren um das Fünffache stärker angeregt war. Ihr Schluss: "Menschen könnten einen größeren willentlichen Einfluss auf die Bildverarbeitung haben als Affen."

Der Mensch ist auch einzigartig in seiner Fähigkeit, seine Funktionsweisen durch Erfindung neuer Kulturtechniken auszudehnen. Schreiben, Rechnen, Wissenschaft: Alle drei sind relativ junge Erfindungen. Unsere Gehirne hatten noch nicht genügend Zeit, sich darauf einzustellen, doch ermöglicht hat sie vermutlich, dass wir alte Regionen für neue Aufgaben nutzen können. Zum Beispiel mobilisieren wir beim Lesenlernen die sogenannte "Visual Word Form Area" des Gehirns, um Buchstabenfolgen erkennen und mit Sprachregionen verknüpfen zu können. Ähnlich bilden wir beim Erlernen der arabischen Zahlen einen Schaltkreis, der es erlaubt, die Gestalten schnell in Mengen umzuwandeln - eine Direktverbindung von bilateralen visuellen Regionen zu der parietalen Quantitätsregion. Selbst eine derart elementare Erfindung wie das Abzählen an den Fingern verändert unsere kognitiven Fähigkeiten dramatisch. Bewohner des Amazonasgebietes, die nicht zählen können, scheitern an einfachen Rechenaufgaben wie zum Beispiel sechs minus zwei.

Dieses "Kulturrecycling" setzt voraus, dass der funktionale Aufbau des menschlichen Gehirns auf einer komplexen Mischung biologischer und kultureller Zwänge gründet. Wahrscheinlich trägt Erziehung stark dazu bei, die Kluft zwischen dem menschlichen Gehirn und dem unserer Primatenverwandtschaft zu vertiefen. Heutige Gehirnmessungen mit bildgebenden Verfahren werden fast durchweg an voll alphabetisierten Freiwilligen mit entsprechend transformierten Gehirnen vorgenommen. Um die Unterschiede zwischen Menschen- und Affengehirn besser zu verstehen, müssen wir neue Methoden erfinden - um die Organisation des frühkindlichen Gehirns zu entschlüsseln und um zu erforschen, wie es sich durch Erziehung verändert.

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