Das Gehirn ist ein faszinierendes Organ, das uns ermöglicht, Probleme zu lösen, uns an Vergangenes zu erinnern, unser Handeln zu planen und Neues in unser bestehendes Wissen einzuordnen. Jeder Gedanke verändert unser Gehirn, ein lebenslanger Prozess der ständigen Weiterentwicklung. Ob Kind oder Erwachsener, unser Gehirn passt sich kontinuierlich an.
Wie das Gehirn denkt und lernt
Damit Denkprozesse im Gehirn reibungslos ablaufen können, verändern sich Synapsen, Nervenzellen und sogar ganze Hirnareale sowohl anatomisch als auch in Bezug auf ihre Funktionen. Um diese komplexen Abläufe besser zu verstehen, untersuchen Forscher, wie Lernen und Erinnern im Gehirn ablaufen, inwiefern diese Vorgänge die Gestalt von Neuronen und Hirnarealen beeinflussen und wo genau diese Prozesse im Gehirn verortet werden können.
Die Suche nach dem Ort des Denkens
Die Frage "Was wird wo im Gehirn gedacht?" beschäftigt Neurowissenschaftler weltweit. Ein deutsches Forscherteam hat zusammen mit internationalen Kollegen zwei Achsen identifiziert, entlang derer die evolutionäre Entwicklung unseres Gehirns verlaufen ist: von "hinten" nach "vorn" und von "oben" nach "unten". Dieses Wissen um die Anordnung bestimmter Hirnareale und ihre Nachbarschaft zu anderen Netzwerken wird von den Forschern mit einem Kompass verglichen, der ihnen hilft, sich im komplexen Terrain des Gehirns besser zurechtzufinden. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass sich die Organisationsachsen von Personen mit Autismus-Spektrum-Störung von denen gesunder Menschen unterscheiden können.
Die Erkenntnisse der Wissenschaftler basieren auf Daten von eineiigen und zweieiigen Zwillingen sowie nicht verwandten Personen. Dabei zeigte sich, dass genetische Faktoren eine wesentliche Rolle bei der Lage der Hirnregionen spielen. Gleichzeitig scheint dieses Organisationsprinzip evolutionär sehr stabil zu sein.
Die Kartierung des Gehirns: Ein Blick in die grauen Zellen
Forscher arbeiten intensiv daran, die Kommunikation und die Abläufe im Gehirn zu entschlüsseln. Dafür kartieren sie das Gehirn und die Hirnrinde in 3D, was potenziell neue Erkenntnisse über Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer liefern könnte. Bereits 1909 erstellte der deutsche Neuroanatom und Psychiater Korbinian Brodmann eine Karte der Großhirnareale, die insgesamt 52 Parzellen des menschlichen Gehirns umfasste. Seitdem gab es immer wieder neue Versuche von Neurowissenschaftlern, die Struktur der Hirnrinde zu analysieren, wobei die Anzahl der Areale zwischen 50 und über 200 variierte.
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Die Herausforderung der Hirnkartierung
Die Oberfläche des Gehirns erscheint auf den ersten Blick recht einheitlich, was die Identifizierung von Arealgrenzen 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". Ihr Team entwickelte 2016 eine neue Methode, die Anatomie und Funktion der Areale miteinander verknüpfte. Die Karte basiert auf Daten des "Human Connectome Project", bei dem die Gehirne von 1.200 Männern und Frauen mithilfe der Magnetresonanztomografie untersucht wurden. Diese Daten wurden mit funktionellen MRT-Hirnscans von 210 weiteren Teilnehmern kombiniert, um die Aktivität verschiedener Hirnareale in Ruhe und bei verschiedenen Tätigkeiten zu erfassen.
Ergebnisse der modernen Hirnkartierung
Glasser und seine Kollegen identifizierten 180 verschiedene Areale in jeder Hirnhälfte, darunter 97 neu identifizierte. Die Areale in beiden Hirnhälften sind dabei verblüffend symmetrisch, mit Ausnahme des Bereichs für die Verarbeitung von Sprache. Die Karte zeigt auch, dass Areale mit nur einer Funktion in der Minderheit sind. Die meisten Parzellen haben sowohl kognitive als auch sensorische Aufgaben.
Bedeutung der Hirnkartierung für die Forschung
Die umfassende Hirnkarte wirft spannende Fragen auf, insbesondere im Hinblick auf Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson. Bislang lässt sich jedoch anhand der bunten Schnittbilder vom Hirn 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 den bislang umfangreichsten Zellatlas des menschlichen Gehirns und identifizierten unter anderem mehr als 3.000 Typen von Hirnzellen. Untersucht wurde auch, wie Nervenzellen im Gehirn in ihren Funktionen voneinander abweichen. 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.
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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 zusammengenommen, ist ein Hirnzellenatlas entstanden, der einzelne Hirnzelltypen charakterisiert und sie einzelnen Gehirnregionen zuordnet. Dieser Atlas ist für alle Wissenschaftler frei zugänglich.
Die Zukunft der Hirnforschung
"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", sagte Joseph Ecker, Professor am Salk Institute for Biological Studies, der an mehreren der Studien beteiligt war.
Auch das "Human Brain Project", das 2013 in Lausanne gestartet und mit bis zu einer Milliarde Euro von der EU bezuschusst worden ist, lieferte einen Beitrag zur Hirnforschung. 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 seien dafür digitalisiert, in 3D zusammengesetzt und von Experten kartiert worden. Als Teil des "Human Brain Projects" diene der Atlas als "Interface", um Informationen über das Gehirn räumlich präzise zu verknüpfen.
Psychologische Aspekte des Gehirns
Das Gehirn ist nicht nur ein komplexes biologisches Organ, sondern auch die Grundlage für unser psychisches Erleben. Psychologische Forschung untersucht, wie das Gehirn Wahrnehmung, Denken, Emotionen und Verhalten beeinflusst.
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Gehirn und Lernen
Lernen ist ein zentraler psychologischer Prozess, der eng mit Veränderungen im Gehirn verbunden ist. Durch Lernen bilden sich neue Verbindungen zwischen Nervenzellen, und bestehende Verbindungen werden verstärkt. Diese Veränderungen ermöglichen es uns, neue Informationen zu speichern und unser Verhalten anzupassen.
Gehirn und Gedächtnis
Das Gedächtnis ist ein weiteres wichtiges psychologisches Konstrukt, das auf der Funktion des Gehirns beruht. Verschiedene Hirnareale sind an unterschiedlichen Aspekten des Gedächtnisses beteiligt. So spielt beispielsweise der Hippocampus eine wichtige Rolle bei der Bildung neuer Erinnerungen, während die Amygdala für die Verarbeitung emotionaler Erinnerungen zuständig ist.
Gehirn und Emotionen
Emotionen sind komplexe psychische Zustände, die mit physiologischen Veränderungen im Gehirn einhergehen. Bestimmte Hirnareale, wie die Amygdala und der präfrontale Kortex, spielen eine zentrale Rolle bei der Verarbeitung und Regulation von Emotionen.
Gehirn und Verhalten
Das Gehirn steuert unser Verhalten, indem es Informationen aus der Umwelt verarbeitet und Handlungsentscheidungen trifft. Verschiedene Hirnareale sind an unterschiedlichen Aspekten des Verhaltens beteiligt. So spielt beispielsweise der motorische Kortex eine wichtige Rolle bei der Planung und Ausführung von Bewegungen, während der präfrontale Kortex für die Steuerung komplexer Verhaltensweisen wie Planung und Entscheidungsfindung zuständig ist.
Posterpreise für Nachwuchswissenschaftler:innen im Bereich Psychologie und Gehirn
Die Fachgruppe "Psychologie und Gehirn" vergibt jährlich im Rahmen ihrer Fachtagung drei Posterpreise für Nachwuchswissenschaftler:innen. Als Nachwuchswissenschaftler:in gilt, wer noch keine Professur hat. Jeder Preis ist mit 300 € dotiert. Die Preise werden auf dem Gesellschaftsabend vergeben.
Bisherige Preisträger:innen (Auswahl)
- 2025 (Würzburg):
- Torge Dellert (Universität Münster)
- Katharina Lingelbach (Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg)
- Sina Schwarze (Max Planck Institute for Human Development, Berlin)
- 2024 (Hamburg):
- Victoria Müller (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)
- Jack Taylor (Goethe Universität Frankfurt am Main)
- Jella Voelter (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
- 2023 (Tübingen):
- Johannes Rodrigues (Universität Würzburg)
- Simon Kern (ZI Mannheim)
- Katharina Paul (Universität Hamburg)
(Eine vollständige Liste der Preisträger:innen von 2010 bis 2022 finden Sie im Originaltext.)
Gehirn Poster als Lern- und Dekorationsmittel
Gehirn Poster sind eine hervorragende Möglichkeit, sich mit der Anatomie und Funktion des Gehirns auseinanderzusetzen. Sie eignen sich sowohl für den privaten Gebrauch als auch für den Einsatz in Wartezimmern oder Behandlungsräumen.
Animus Medicus: Gehirn Poster im Vintage-Look
Animus Medicus bietet eine besondere Auswahl an Gehirn Postern im kunstvoll ansprechenden Vintage-Look. Diese Poster verbinden Staunen und Lernen und bauen gleichzeitig Hemmungen gegenüber der Darstellung menschlicher Organe ab. Die Beschriftung ist in lateinischer Sprache gehalten, wobei die Poster nicht mit Text überladen sind.
Weitere Produkte mit Gehirn-Motiven
Neben Gehirn Postern bietet Animus Medicus auch Sticker, Handyhüllen und andere Produkte mit Gehirn-Motiven an.
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