Die Entwicklung des menschlichen Gehirns ist ein komplexer Prozess, der im Mutterleib beginnt und den ganzen Weg durch das Erwachsenenalter dauert. Einige Forscher glauben sogar, dass sich das Gehirn während unseres gesamten Lebens weiterentwickelt. Eine neue Studie zwingt uns, die Entwicklung des Gehirns zu überdenken, da die Wissenschaftler feststellen, dass ein Teil davon weiter wächst.

Wissenschaftler haben vor kurzem ein Gehirngebiet gefunden, das unerwartet in das Erwachsenenalter wächst. Bildkredit: Jesse Gomez und Kalanit Grill-Spector an der Vision und Wahrnehmung Neuroscience Lab

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns wird in der dritten Schwangerschaftswoche beginnen. Dann beginnen neuronale Vorläuferzellen, sich in spezifische neuronale Strukturen und Funktionen zu differenzieren - ein Prozess, der von beiden Genen und der Umwelt beeinflusst wird.

Dieser Prozess der fetalen Entwicklung führt bis zur Geburt weiter, wenn die Grundstrukturen des zentralen und peripheren Nervensystems grob begründet sind.

Nach der Geburt entwickelt sich das Gehirn weiter. Während des Vorschulzeitraums wächst das Gehirn viermal so groß und erreicht im Alter von 6 Jahren fast 90 Prozent seines erwachsenen Volumens.

Als Kinder produzieren unsere Gehirne einen Überschuss von synaptischen Verbindungen zwischen Neuronen. Während der Adoleszenz fährt das Gehirn fort, sich in seine erwachsene Form zu verwandeln, indem er diese unnötigen Synapsen verwirft.

Der Prozess, der bis in unsere 20er Jahre dauert und als "synaptisches Beschneiden" bekannt ist, wird für die Entwicklung des Gehirns weitgehend verantwortlich sein und ist für das normale soziale Verhalten von entscheidender Bedeutung. Doch eine neue Studie deutet darauf hin, dass Wachstum in Größe, nicht synaptische Beschneidung, was hilft dem Gehirn zu reifen.

Die neue Studie wurde veröffentlicht Wissenschaft , Eine Zeitschrift der American Association für die Förderung der Wissenschaft.

Entwicklung von Gesichts- und Raumerkennung Gehirngebieten

Ein Team von internationalen Forschern - unter der Leitung von Jesse Gomez von der Stanford University School of Medicine in Kalifornien - hat sich zum Ziel gesetzt, die Fähigkeit des Gehirns, Gesichter zu erkennen, besser zu verstehen - eine kritische Komponente des sozialen Verhaltens und der normalen sozialen Interaktion.

Gomez und Team nutzten anatomische, quantitative und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI), um das Gehirngewebe über die Studienteilnehmer zu vergleichen.

Mit Hilfe von MRT-Scans untersuchten Forscher 22 Kinder zwischen 5 und 12 Jahren und 25 Erwachsene zwischen 22 und 28 Jahren. Sie haben auch die Fähigkeit der Teilnehmer getestet, Gesichter und Orte zu erkennen.

Die Gesichtserkennungsaufgabe bestand aus dem Cambridge Face Memory Test, und es benutzte Kindergesichter statt erwachsener. Die Anerkennung wurde anhand einer von den Wissenschaftlern entwickelten "Alt-neuen" Anerkennungsaufgabe beurteilt.

Das Team misst die kortikale Dicke - das makromolekulare und lipide Gewebevolumen - sowie die Zusammensetzung des Gewebes, einschließlich des Lipid- und Cholesteringehalts von Zellwänden und Myelin. Myelin ist die fettige weiße Substanz, die die Axone einiger Nervenzellen bedeckt und die schnelle Leitfähigkeit zwischen Neuronen sicherstellt.

Gomez und Team bestätigten die Ergebnisse dieser In vivo Messungen mit postmortalen Analysen von erwachsenen Gehirnen. Sie verwendeten auch Gehirnmodellierungstechniken, um die Mechanismen aufzudecken, die für die beobachteten Veränderungen im Hirngewebevolumen verantwortlich sind.

Gesichtserkennung Gehirn Bereich weiterhin bei Erwachsenen wachsen

Die Messungen zeigten, dass sich das kortikale Gewebe im Gesichts- und Platzierungsgebiet der rechten Hirnhemisphäre unterschiedlich entwickelte.

Bei Erwachsenen wurde festgestellt, dass die Hirnregion, die die Gesichtserkennung ermöglicht, in der Größe zunimmt, während die Region, die für die Erkennung von Plätzen verantwortlich ist, gleich bleibt.

Die Region, die im Umgang mit Gesichtserkennung identifiziert wurde, ist der fusiforme Gyrus. Die Gewebeentwicklung in diesem Bereich korrelierte mit Verbesserungen der funktionalen Gesichtsselektivität und Gesichtserkennung.

Die Entwicklung der frontselektiven Regionen - aber nicht der platzselektiven - wurde durch die mikrostrukturelle Proliferation dominiert. Diese Befunde wurden durch die zytoarchitektonischen Messungen im postmortem Gehirn bestätigt.

Die Wissenschaftler analysierten auch postmortem Gehirne, um zu sehen, ob die Größenveränderungen auf eine erhöhte Myelinisierung zurückzuführen sind. Sie schlossen jedoch, dass Veränderungen in der Myelinisierung nicht die einzige Erklärung für die Erweiterung der Hirnregion sein können.

Daher schlagen die Autoren vor, dass diese unerwartete Zunahme durch eine kombinierte Zunahme des Zellkörpers, der dendritischen Strukturen und der Myelinscheide verursacht werden kann.

Die Autoren folgern:

Diese Daten deuten auf ein neues Modell hin, bei dem die emergente Gehirnfunktion und das Verhalten aus der kortikalen Gewebeverbreitung resultieren, anstatt sich ausschließlich über das Andenken der anatomischen Entwicklung der Kortex in der Kindheit zu beschneiden.

Erfahren Sie mehr über einen Mechanismus, der erklärt, wie ein einziges Gen die Entwicklung des Gehirns antreibt.

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