Charité-Forscher entschlüsseln weiteren Gehirn-Mechanismus in neuer Studie

Das menschliche Gehirn ist in vielen Bereichen für die Wissenschaft noch immer ein Rätsel. Deutsche Forscher haben nun einen weiteren Mechanismus entschlüsselt.

Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben eine neue Entdeckung über unser Gehirn gemacht – und damit eine jahrzehntealte Annahme widerlegt.

Gedanken fließen in eine Richtung statt in Schleifen

Bisher ging man davon aus, dass die Nervenzellen (Neurone) in der menschlichen Großhirnrinde ähnlich wie bei Mäusen verschaltet seien und ihre Signale in Schleifen fließen würden. Wie sich nun jedoch herausstellt, fließen Informationen beim Menschen stattdessen in eine Richtung. Das mache die Informationsverarbeitung beim Menschen leistungsfähiger und effizienter, heißt es dazu in einer Pressemitteilung der Charité.

Um zu dieser Erkenntnis zu gelangen, untersuchte das Forscherteam besonders rare Proben: 23 Menschen, die sich aufgrund einer Epilepsie einer neurochirurgischen Operation an der Charité unterzogen hatten, stellten ihr Hirngewebe zur Verfügung. Mithilfe modernster Technik – der sogenannten Multipatch-Technik – konnten die Forscher Signalflüsse in den Gehirnproben beobachten, und zwar so lange, bis die Zellen außerhalb des Körpers ihre Aktivität einstellten.

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Komplexere Hirnrinde – andere Informationsverarbeitung

Wie die Forscher in ihrer im renommierten Fachmagazin "Science" veröffentlichten Studie berichten, ist die menschliche Hirnrinde nicht nur deutlich größer als die der Maus, sondern auch komplexer. Nur ein kleiner Bruchteil der Neurone führe ihnen zufolge wechselseitige Dialoge. "Beim Menschen fließen die Informationen stattdessen vorrangig in eine Richtung, sie kehren nur selten direkt oder über Schleifen an den Ausgangspunkt zurück", so Dr. Yangfan Peng, Erstautor der Studie.

Dass dieser vorwärts gerichtete Signalfluss Vorteile für die Datenverarbeitung mit sich bringt, konnten die Wissenschaftler anhand einer Computersimulation belegen. Das Ergebnis hierbei: Das menschliche Netzwerk arbeitete im Gegensatz zur Maus effizienter und konnte mehr Informationen speichern.

Im Bereich Hirnforschung und Künstlicher Intelligenz stehen die Forschungen noch am Anfang. Doch die neuen Erkenntnisse könnten nun zur Weiterentwicklung von KI-Netzwerken beitragen, so die Hoffnung der Forscher.