Gehirnkarte: Aufbau, Funktion und Fortschritte in der Kartierung des menschlichen Gehirns

Die Erforschung des menschlichen Gehirns ist eine der größten Herausforderungen der modernen Wissenschaft. Forscher arbeiten daran, die komplexen Kommunikationswege und Prozesse in den "grauen Zellen" zu entschlüsseln. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist die Kartierung des Gehirns und der Hirnrinde in 3D, um ein umfassendes Verständnis seiner Struktur und Funktion zu gewinnen. Diese Bemühungen versprechen nicht nur Einblicke in die Funktionsweise des gesunden Gehirns, sondern auch neue Erkenntnisse über neurologische Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer.

Historische Grundlagen und moderne Ansätze

Bereits 1909 schuf der deutsche Neuroanatom und Psychiater Korbinian Brodmann eine Karte der Großhirnareale, in der er insgesamt 52 Parzellen des menschlichen Gehirns identifizierte. Seitdem haben Neurowissenschaftler immer wieder versucht, die Struktur der Hirnrinde zu analysieren. Die Anzahl der identifizierten Areale variierte dabei zwischen 50 und über 200. Diese Unterschiede rühren unter anderem daher, dass die Oberfläche des Gehirns recht homogen erscheint, was die Abgrenzung einzelner Areale erschwert.

Matthew Glasser und David Van Essen von der Washington University in Saint-Louis betonten, dass "die Grenzen zwischen den Arealen zwar unsichtbar, aber extrem wichtig sind". Die Identifizierung dieser Grenzen stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Glasser und sein Team verfolgten in ihrer Karte aus dem Jahr 2016 einen innovativen Ansatz: Sie verknüpften die Anatomie und die Funktion der Hirnareale.

Die Glasser-Karte und das Human Connectome Project

Die Glasser-Karte basiert auf den Daten des "Human Connectome Project", in dem die Gehirne von 1.200 Männern und Frauen mithilfe der Magnetresonanztomografie (MRT) untersucht wurden. Diese Daten kombinierten die Forscher mit funktionellen MRT-Hirnscans von 210 weiteren Teilnehmern. Dadurch konnten sie die Aktivität verschiedener Hirnareale sowohl in Ruhe als auch bei verschiedenen Tätigkeiten erfassen.

Glasser und seine Kollegen identifizierten 180 verschiedene Areale in jeder Hirnhälfte, darunter 97 neu identifizierte. Sie stellten fest, dass die Areale in beiden Hirnhälften verblüffend symmetrisch sind, mit Ausnahme des Bereichs für die Sprachverarbeitung. Die Karte zeigte auch, dass Areale mit nur einer Funktion in der Minderheit sind. Das neu definierte Areal 55b beispielsweise wird immer dann aktiv, wenn uns eine Geschichte vorgelesen oder erzählt wird. In den meisten Fällen haben die Parzellen sowohl kognitive als auch sensorische Aufgaben.

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Die Auswertung der umfassenden Hirnkarte ist besonders spannend, da sie Aufschluss darüber geben könnte, wie sich die Daten auf Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson auswirken. Bisher lässt sich jedoch anhand der bunten Schnittbilder vom Gehirn nichts über Intelligenz, Verhalten oder psychische Erkrankungen eines Menschen ablesen. Auch Angaben über die Persönlichkeit oder das Handeln eines Menschen lassen sich anhand solcher Karten nicht treffen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Anatomie und die Funktion von Hirnarealen nicht immer übereinstimmen.

Der Zellatlas des menschlichen Gehirns

Im Jahr 2023 erstellten mehrere Forscherteams gemeinsam den bisher umfangreichsten Zellatlas des menschlichen Gehirns. Sie identifizierten mehr als 3.000 Typen von Hirnzellen und untersuchten, wie sich Nervenzellen im Gehirn in ihren Funktionen unterscheiden. Die insgesamt 21 Studien sind Teil der "Brain Initiative" der US-Gesundheitsbehörde NIH.

Eine Studie untersuchte beispielsweise, welche RNA-Folgen in den einzelnen Hirnzellen vorhanden waren. RNA (Ribonukleinsäure) dient unter anderem als Überträger der Information aus dem Erbgut, um Proteine herzustellen. Je nach den Aufgaben von Zellen gibt es unterschiedliche RNA-Sequenzen. Daraus leiteten die Forscher 3.313 verschiedene Typen von Zellen ab. Der Datensatz für diese Arbeit umfasste mehr als drei Millionen Gehirnzellen.

In zwei weiteren Studien wurde die Epigenetik einzelner Gehirnzellen untersucht. Epigenetische Mechanismen bestimmen, wie oft welches Gen in einer Zelle aus dem Erbgut abgerufen wird. Die Epigenetik wird auch von der Umwelt, von Ernährung und Alterung beeinflusst.

Aus diesen drei Studien ist ein Hirnzellenatlas entstanden, der einzelne Hirnzelltypen charakterisiert und sie einzelnen Gehirnregionen zuordnet. Dieser Atlas ist für alle Wissenschaftler frei zugänglich. Joseph Ecker, Professor am Salk Institute for Biological Studies, der an mehreren der Studien beteiligt war, sagte: "Dies ist wirklich der Beginn einer neuen Ära in der Hirnforschung, in der wir besser verstehen können, wie sich Gehirne entwickeln, wie sie altern und von Krankheiten in Mitleidenschaft gezogen werden."

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Das Human Brain Project und der 3D-Atlas des Gehirns

Einen weiteren Beitrag zur Hirnforschung lieferte das "Human Brain Project", das 2013 in Lausanne gestartet und mit bis zu einer Milliarde Euro von der EU gefördert wurde. Im Jahr 2020 stellte das deutsche Forschungszentrum Jülich den ersten 3D-Atlas des menschlichen Gehirns vor, der die "Variabilität der Gehirnstruktur mit mikroskopischer Auflösung" abbildet. Über 24.000 hauchdünne Hirnschnitte wurden dafür digitalisiert, in 3D zusammengesetzt und von Experten kartiert. Als Teil des "Human Brain Projects" dient der Atlas als "Interface", um Informationen über das Gehirn räumlich präzise zu verknüpfen.

Das "Human Brain Project" geriet zwar in die Kritik und zwischenzeitlich in Vergessenheit, aber eine erste Evaluation lobte die Forscherinfrastruktur, die das Projekt geschaffen habe, und die auch Forschungsgebiete wie Künstliche Intelligenz einschließt.

Funktionelle Aspekte und BrainMapping

Neben der Struktur des Gehirns ist auch seine Funktion von großem Interesse. Obwohl die detaillierte Funktionalität des Gehirns auch nach aktuellem Forschungsstand noch nicht vollständig verstanden ist, wissen wir, dass das Gehirn je nach Aufgabe unterschiedliche Hirnregionen unterschiedlich stark beansprucht. Insgesamt ist das Gehirn aber als gesamtes, miteinander vernetztes und interagierendes System zu verstehen.

Da die Neurone über elektrische Signale kommunizieren, werden bei neuronaler Aktivität elektrische Felder erzeugt. Diese elektrischen Felder können selbst außerhalb des Gehirns, auf der Oberfläche des Kopfes, gemessen werden. Die Messtechnik nennt sich EEG (Elektroenzephalographie). Hierzu werden einzelne Elektroden auf der Kopfhaut platziert, die diese elektrischen Felder an mehreren Positionen aufzeichnen. Über die neuronale Aktivität in den verschiedenen Hirnregionen können vielzählige Informationen abgeleitet werden. In der klinischen Anwendung werden mittels dieser Methode Funktionsstörungen wie z.B. Epilepsie diagnostiziert.

Beim sogenannten BrainMapping wird eine Art Fingerabdruck des Gehirns mit Hilfe von einer EEG Messung erstellt. Dafür werden die Gehirnaktivitäten unter verschiedenen Bedingungen über mehrere Minuten an insgesamt 19 Positionen aufgezeichnet. Algorithmen wandeln die Rohdaten in ein Gehirnprofil um, das an eine Landkarte erinnert. Anhand dieser BrainMaps kann man dann sehen, wie das jeweilige Gehirn arbeitet und daraus ableiten, welche Bedingungen förderlich für z.B. die Konzentration sind.

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Die Anatomie des Gehirns im Überblick

Das Gehirn (Cerebrum) des Menschen wiegt im Schnitt 1.400 Gramm - abhängig von Geschlecht und Körpergröße. Mit dieser verhältnismäßig geringen Masse steuert es nahezu alle lebenswichtigen Körperfunktionen, ermöglicht das Denken, emotionales Erleben und viele weitere Abläufe. Das Gehirn verarbeitet Sinneseindrücke, koordiniert die Funktionen des Körpers und hält sie aufrecht. Voraussetzung dafür: Milliarden von Gehirnnervenzellen (Neuronen, reizleitende Zellen) müssen ständig miteinander kommunizieren und Informationen austauschen.

Das Gehirn besteht aus zwei Hälften (Hemisphären), die durch den sogenannten Balken (Corpus callosum) miteinander verbunden sind. Das Gehirn muss in besonderem Maße vor Verletzungen geschützt werden. Die verschiedenen Leistungen erbringt das Gehirn in jeweils speziell dafür zuständigen Hirnregionen. Diese Regionen entsprechen bestimmten Gebieten des Gehirns, die sich auch anhand der Anatomie nachvollziehen lassen. Die Hirntätigkeit können Wissenschaftler teilweise anhand der begleitenden Stoffwechselvorgänge sichtbar machen. Dies ist zum Beispiel möglich, indem sie den Sauerstoff- oder Zuckerverbrauch des Gehirns beobachten. Hierbei handelt es sich um funktionelle Untersuchungen des zerebralen (von: Cerebrum) Stoffwechsels.

Liquor ist die Flüssigkeit, die Gehirn und Rückenmark umgibt. Das Zentralnervensystem (ZNS) besteht aus zwei großen Teilen: dem im Kopf gelegenen Gehirn und dem Rückenmark. Das Gehirn wird von den Schädelknochen und innerhalb des Schädels von drei Hirnhäuten (Meningen) umgeben. In dieser festen Hülle schwimmt es gewissermaßen im Hirnwasser, dem Liquor. Das Gehirn setzt sich aus Nervenzellen, sogenannten Gliazellen (Stütz- und Versorgungsgewebe) und Blutgefäßen zusammen. Die Ventrikel stehen mit den äußeren Liquorräumen in Verbindung. Auch das Rückenmark ist von Liquor umgeben.

Die Hauptbestandteile des Gehirns

• Großhirn (Telencephalon): Der größte und am höchsten entwickelte Teil des Gehirns, verantwortlich für höhere kognitive Funktionen wie Wahrnehmung, Denken und Erinnern. Es unterteilt sich in zwei weitgehend symmetrische Hälften (Hemisphären), die durch den Balken (Corpus callosum) und weitere Nervenfasern miteinander in Verbindung stehen. Die äußere Schicht des Großhirns, die Großhirnrinde (zerebraler Kortex), ist für den überwiegenden Teil unseres Wahrnehmens, Denkens und Erinnerns zuständig.
• Kleinhirn (Cerebellum): Das Kleinhirn liegt an der Basis des Schädels unter dem Hinterhauptlappen des Großhirns. Es stimmt Bewegungen aufeinander ab und speichert Abläufe, sodass nach einiger Übung bestimmte Bewegungen automatisch erfolgen. Verbindungen zur Großhirnrinde, zum Hirnstamm, zum Rückenmark und zum Gleichgewichtsorgan ermöglichen es dem Kleinhirn, seine wichtigen Funktionen zu erfüllen.
• Zwischenhirn (Diencephalon): Liegt zwischen Großhirn und Hirnstamm. Es besteht im Wesentlichen aus dem Thalamus, der Informationen aus dem Körper und den verschiedenen Sinnesorganen empfängt und an das Großhirn weiterleitet, und dem Hypothalamus, der wichtige Körperfunktionen wie Schlaf-Wach-Rhythmus, Wasserhaushalt und Temperaturregulation steuert. Der Hypothalamus steht in direktem Kontakt mit der Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) und verbindet das Hormon- mit dem Nervensystem.
• Hirnstamm (Truncus cerebri): Der älteste Teil des Gehirns, der sich unter den anderen Abschnitten nahe dem Rückenmark befindet. Im Nachhirn kreuzen die aus dem Rückenmark kommenden Nervenbahnen. Das führt dazu, dass Informationen einer Körperseite in der gegenüberliegenden Hirnhälfte verarbeitet werden.

Zellen des Gehirns

Das Gehirn besteht aus einer Reihe unterschiedlicher Gehirnzellen. Die wichtigsten und häufigsten Gehirnzellen sind die Nervenzellen (Neurone): Von ihnen gibt es im menschlichen Gehirn ungefähr 200 Milliarden. Die Nervenzellen tauschen Informationen untereinander durch chemische Botenstoffe (Neurotransmitter) über die Synapsen aus. Je mehr Synapsen eine Nervenzelle hat, desto mehr Informationen kann sie übertragen. Nervenzellen teilen sich nach der Geburt nicht mehr.

Die Nervenzellen werden von den sogenannten Gliazellen umhüllt. Gliazellen machen etwa 50 Prozent der gesamten Hirnmasse aus. Die meisten Hirntumoren entstehen aus diesen Gliazellen (sog. Gliome, z. B. Astrozyten). Astrozyten haben für den Stoffwechsel und die Versorgung des Gehirns eine wichtige Funktion und sind am Aufbau der Blut-Hirn-Schranke beteiligt. Oligodendrozyten bilden die Markscheiden um die Nervenzellfortsätze, die Ependymzellen kleiden die Gehirnkammern (Ventrikel) aus.

Schutzmechanismen des Gehirns

Das Gehirn ist durch verschiedene Strukturen geschützt:

• Schädelknochen: Bieten eine harte, äußere Schutzhülle.
• Hirnhäute (Meningen): Drei Membranen, die das Gehirn umgeben und zusätzlich schützen: harte Hirnhaut (Dura mater), Spinngewebshaut (Arachnoidea) und weiche Hirnhaut (Pia mater).
• Liquor: Eine Flüssigkeit, die Gehirn und Rückenmark umgibt und als Stoßdämpfer wirkt.
• Blut-Hirn-Schranke: Eine selektive Barriere, die das Gehirn vor schädlichen Substanzen im Blut schützt. Welche Stoffe die Blut-Hirn-Schranke durchlässt, kontrollieren die Endothel- und Gliazellen.

Hirnnerven

Dem Hirnstamm entspringen zwölf paarige Hirnnerven (I-XII). Sie haben motorische (Bewegung), sensible oder sensorische (Empfindungen) sowie vegetative (lebenswichtige Vorgänge) Funktionen. Einige Beispiele sind:

• Nervus ophthalmicus: Empfindungen an Auge, Gesichtshaut, Nasenschleimhaut
• Nervus maxillaris: Oberkiefer und Zähne, Rachen
• Nervus mandibularis: Haut und Schleimhaut des Unterkiefers, Unterkieferzähne, Zunge, Kaumuskulatur
• Nervus abducens (VI): versorgt einen Augenmuskel
• Nervus fascialis (VII): Gesichtsmuskulatur (Mimik), Geschmack, Kopfdrüsen
• Nervus vestibulocochlearis (VIII): Hören, Gleichgewicht
• Nervus glossopharyngeus (IX): Geschmack, Schlucken (Schlundmuskeln)
• Nervus vagus (X): Versorgt zahlreiche Organe im Brust- und Bauchraum.

Alle weiteren Nerven, die das Gehirn mit Informationen versorgen beziehungsweise Informationen vom Gehirn in die verschiedenen Körperregionen transportieren, entspringen im Rückenmark.

Funktionelle Karte des Gehirns

Mit dem heutigen Wissen lässt sich eine sogenannte funktionelle Karte des Gehirns erstellen. So weiß man, dass im Stirnhirn die Funktionen von Intelligenz, Sprache (motorisches Sprachzentrum), die Persönlichkeitsmerkmale sowie die Bewegungssteuerung zu finden sind. Zellen des Schläfenlappens sind wichtig für das Gedächtnis, für Gefühle und Emotionen. Der Schläfenlappen beherbergt zudem die Hörrinde und das Sprachverständnis. Im Hirnstamm befinden sich Nervenbahnen, die das Gehirn mit dem Rückenmark verbinden. Weiterhin liegt dort das Atemzentrum. Es regelt die Atmung, das Herz-Kreislauf-System und den Blutdruck. Die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) schüttet Hormone oder Vorstufen von Hormonen in die Blutbahn aus. Das Kleinhirn hält Bewegungsprogramme bereit und stimmt Bewegungsabläufe ab.

Da sich die meisten Hirnleistungen einer bestimmten anatomischen Hirnregion zuordnen lassen, weisen bestimmte Ausfälle - etwa Bewegungsstörungen, Sprachstörungen oder Sehstörungen - bereits auf krankhafte Veränderungen eines bestimmten Hirnareals hin. Dabei kann es sich zum Beispiel um Durchblutungsstörungen (Schlaganfall) oder gut- oder bösartige Gewebeneubildungen handeln.

Blutversorgung des Gehirns

Die Blutversorgung des Gehirns wird aus 2 Quellen gewonnen:

1. die Aa. carotis internae
2. das vertebrobasiläre System.

Diese Quellen verbinden sich zum Circulus Willisii. Der Circulus Willisii besteht aus 5 Komponenten, zu denen die A. communicans anterior, die Aa. cerebri anteriores, die Aa. carotis internae, die A. communicans posterior und die Aa. cerebri posteriores (PCA) gehören.

Die Lappen des Gehirns

• Frontallappen: Der Anteil am weitesten anterior/superior des supratentoriellen Gehirns. Lateraler Frontallappen: A. cerebri media (MCA). Medialer/superiorer Frontallappen: A. cerebri anterior (ACA). Die Lage des primären motorischen Kortex (die hinterste Struktur des Frontallappens) mit dem überlagerten Homunculus, der die Proportionen des Kortex beschreibt, die der Verarbeitung jeder spezifischen motorischen Funktion gewidmet sind.
• Parietallappen: Liegt posterior zum Frontallappen und superior zum Okzipitallappens. Er ist an Prozessen der Empfindung und des Sprachverständnisses beteiligt. Medial: A. cerebri media (MCA) und A. Posterior: A. cerebri posterior (PCA). Empfängt kontralateralen somatosensorischen Input vom ventralen Ncl. posteromedialis und dem ventralen Ncl. posterolateralis des Thalamus. Der primäre somatosensorische Kortex (dunkelblau markiert) markiert die vorderste Region des Parietallappens.
• Okzipitallappen: Der am weitesten posterior gelegene Lappen des supratentoriellen Gehirns. A. cerebri posterior (PCA). Augenuntersuchung (Informationen vom Ncl. geniculatum laterale). Die Lage des primären visuellen Kortex in der hintersten Region des Gehirns im Okzipitallappen.
• Temporallappen: Der anteriore/inferiore Anteil des supratentoriellen Gehirns. Äste der Aa. cerebri mediae (MCA). Äste der Aa. cerebri posteriores (PCA). Der primäre auditive Kortex, der sich im Temporallappen befindet.

Gyri des Gehirns

• Gyrus parahippocampalis: Diese Struktur ist wichtig für die Bildung des Kurzzeitgedächtnisses.
• Medialer und inferiorer Gyrus temporalis: Diese Strukturen sind wichtig für das Langzeitgedächtnis.
• Uncus: Dieser ist eine wichtige Struktur des olfaktorischen Systems.

Weitere wichtige Systeme und Strukturen

• Auditive und vestibuläre Bahnen: Nervenbahnen, die die Wahrnehmung von Schall ermöglichen.
• Sehbahn und Gesichtsfeldausfälle: das visuelle System, Teil des ZNS.
• Kleinhirn (Cerebellum): besteht aus 3 Lappen auf beiden Seiten seiner zwei Hemisphären und ist in der Mitte durch den Vermis verbunden.
• Limbisches System: besteht aus mehreren Komponenten: dem Hippocampus, dem parahippocampalen Gyrus mit entorhinalem Kortex, dem Gyrus cinguli, der Amygdala und den Corpora mamillae.

Der Innere Kompass und räumliche Orientierung

Bei der räumlichen Orientierung spielen äußere Landmarken wie ein Kirchturm oder ein gelbes Haus an der Ecke eine Rolle, aber auch ein innerer Kompass, den spezialisierte Nervenzellen im Gehirn bilden. Diese Kopfrichtungszellen, die auf die Blickrichtung reagieren, geben noch viele Rätsel auf. Ein Forschungsteam der Universität Tübingen hat herausgefunden, wo diese Zellen genau sitzen, wie sie mit anderen Bereichen des Gehirns verschaltet sind und welche Mechanismen ihre Aktivität unterstützen. Möglicherweise hat es den Ort im Gehirn entdeckt, wo die Informationen des inneren Kompasses mit denen aus den äußeren Landmarken zusammenlaufen.

Die Kopfrichtungszellen sitzen im sogenannten Presubiculum, einem speziellen Bereich des Kortex. Das Forschungsteam machte die Kopfrichtungszellen und die Verschaltung der Nervenzellen untereinander durch einen experimentellen Ansatz unter dem Mikroskop sichtbar. Sie fanden diese nur in einem Modultyp, was auf eine genaue Organisation von Struktur und Funktion im presubicularen Kortex schließen lässt. Dieser Modultyp wird von zahlreichen Nervenendigungen aus einem bestimmten Kern des Hirnbereichs Thalamus inner-viert, der bekannterweise an der Verarbeitung von Landmarkeninformationen beteiligt ist.

Wenn das Team in die Aktivität der modularen Mikroverschaltungen im Presubiculum künstlich eingriff, verstummten die meisten Kopfrichtungszellen. "Es scheint, als könnten wir durch solche Manipulationen den inneren Kompass abstellen", sagt Dr. Eduardo Blanco-Hernandez.

Molekulare Fingerabdrücke und die Verbindung zum Körper

Professor Karl Zilles vom Institut für Neurowissenschaften und Medizin am Forschungszentrum Jülich nutzt die Immunhistochemie, um spezifisch einzelne Moleküle sichtbar zu machen und ihre biochemische Funktion zu verstehen. Er möchte die Zytoarchitektur (das Hirngewebe) und die chemischen Prozesse miteinander verbinden.

Mithilfe mathematischer Verfahren lassen sich dann die molekularen Fingerabdrücke einzelner Areale aufeinander beziehen. Dabei entdeckte Karl Zilles einen bemerkenswerten Zusammenhang: "Wir haben gefunden, dass sich das Areal, in dem wir Berührung empfinden und das Areal mit dem wir hören, sich sehr ähnlich sind in ihrer molekularen Expression und sich drastisch unterscheiden von dem Areal, in dem wir sehen. Und ich habe mich gefragt: Warum ist das so? Und dann kommt man dahin, dass Hören ein mechanischer Prozess ist, denn unsere Haarzellen im Innenohr werden gereizt und Tasten ist auch ein mechanischer Prozess."

Dieses Forschungsergebnis bestätigt eine Grundannahme der sogenannten embodied cognitive neuroscience: dass der Aufbau des Gehirns etwas damit zu tun hat, wie Körper und Umwelt miteinander in Wechselwirkung stehen. Der molekulare Fingerabdruck spiegelt hier offenbar übergeordnete Prinzipien wider, mit denen der Körper Außenweltreize registriert: mechanisch oder fotochemisch.

Digitale Navigationssysteme und die "kognitive Karte"

Menschen werden in unserer Gesellschaft immer mobiler. Daher spielen Navigationssysteme in Autos oder Mobiltelefonen eine immer wichtigere Rolle bei räumlicher Orientierung und Navigation. Die „kognitive Karte“ (innere Karte), die bei der Verwendung digitaler Navigationsgeräte im Kopf des Nutzers entsteht, ist jedoch viel fragmentierter, unvollständiger und ungenauer als die räumlichen Vorstellungen, die beim Lesen einer herkömmlichen gedruckten Karte entstehen.

Um diesem Defizit zu begegnen, wird am Geographischen Institut in Bochum untersucht, wie kartographische Visualisierungen aussehen müssen, um interne Gehirnprozesse gezielt ansprechen zu können. Neurowissenschaftliche Studien haben Gehirnzellen wie z. B. Ortszellen und Gitterzellen identifiziert, deren Aktivitätsmuster mit Navigationsprozessen in Verbindung stehen. So konnte bei Tierversuchen und indirekt auch bei Menschen gezeigt werden, wie Umweltreize (z. B. Wände oder Grenzen) die Aktivität von Gitterzellen im Gehirn beeinflussen. Die grundsätzliche Wirkung solcher Strukturen auf die Zellaktivierung kann genutzt werden, das Orientierungsvermögen zu verbessern.

Einen Ansatz bieten hier die Eigenschaften der Gitterzellen, die über ein geometrisches (hexagonal ausgerichtetes) Feuerungsverhalten verfügen. Auf Karten müssen also markante Linien oder grafische Muster eingetragen werden, in Bildschirmkarten kann dies durch Einblendungen geschehen, die in besonderer Weise geeignet sind, das Feuern von Gitterzellen zu unterstützen. Die Navigation mit Karten, die mit einer solchen Zellaktivierung einhergeht, könnte somit den Aufbau der „inneren Karte“ erheblich beschleunigen und zu einer verbesserten Gedächtnisleistung führen.

HippoMaps: Ein Tool zum Verständnis des Hippocampus

"HippoMaps" ist ein Tool, das im Rahmen des deutsch-kanadischen Projekts HIBALL (Helmholtz International BigBrain Analytics and Learning Laboratory) entwickelt wurde. Es hilft, die Struktur und Funktion des Hippocampus über verschiedene Skalen hinweg besser zu verstehen, vom Zellaufbau bis zur Aktivität im lebenden Gehirn.

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