Neurowissenschaftler entdecken spezifische Hirnunterschiede, die damit in Verbindung stehen, wie das Gehirn bei Aufgaben reagiert
03.05.2024 Eine in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie von Neurowissenschaftlern der Florida State University hat Unterschiede im Gehirn aufgedeckt, die erklären könnten, warum Menschen eine Vielzahl von kognitiven Fähigkeiten und Verhaltensweisen zeigen.
Die von einem institutsübergreifenden Team unter der Leitung der FSU-Professorin für Psychologie und Neurowissenschaften Caterina Gratton und Ally Dworetsky durchgeführte Untersuchung zeigt, dass zwei Formen individueller Unterschiede kognitive Fähigkeiten vorhersagen, Verhaltensunterschiede erklären und sogar Biomarker für Hirnerkrankungen aufzeigen können.
Ektopische Intrusionen
„Wir haben entdeckt, dass individuelle Unterschiede nicht nur entlang der Grenzen von Hirnregionen liegen, wie z. B. an der Grenze zwischen visuellen und parietalen Regionen des Gehirns, sondern auch auf andere Weise auftreten können. Einige Variationen befinden sich weiter entfernt von dem Ort, an dem man sie erwarten würde, und tauchen wie Inseln auf“, so Dworetsky, Forschungsassistent im Gratton-Labor. „Wir nennen dies ektopische Intrusionen [ektopisch: nicht am physiologischen Ort befindlich; Intrusion: Eindringen in einen fremden Bereich], da sie an unerwarteten Stellen auftreten.“
Diese neue Studie ist einzigartig in ihrer Herangehensweise an die Variationen des Gehirnnetzwerks, da frühere Arbeiten zu diesem Thema individuelle Unterschiede als gleichwertig betrachteten und in erster Linie mit Grenzverschiebungen zwischen den Randbereichen der Gehirnregionen zusammenhingen. Die Identifizierung zusätzlicher individueller Unterschiede in Form von ektopischen Eingriffen hilft den Forschern, besser zu verstehen, wie sich jeder dieser Unterschiede manifestiert und wie das Gehirn normalerweise funktioniert.
Durch umfangreiche Messungen von Individuen, einschließlich des Scannens der Gehirne von Individuen 10 oder mehr Mal mit funktionellem MRI-Scanning, können Forscher diese Stellen zuverlässig identifizieren und detailliertere Charakterisierungen erhalten, als dies mit herkömmlichen Methoden möglich ist. Diese Daten wurden verwendet, um Methoden zu entwickeln, die Grenzverschiebungen und ektopische Eingriffe identifizieren.
„Bei der Auswertung der Daten haben wir festgestellt, dass ektopische Varianten ein recht häufiges Phänomen sind – sie treten häufiger auf, als wir erwartet hatten“, so Gratton. „Das bedeutet, dass wir über Mechanismen nachdenken müssen, wie sich das Gehirn unterscheiden kann, die weitreichende Veränderungen in der Konnektivität und Funktion zwischen verschiedenen Hirnregionen verursachen können.“
Dworetsky und Kollegen konnten zeigen, dass sich sowohl Grenzverschiebungen als auch ektopische Varianten in vielerlei Hinsicht unterscheiden: Sie befinden sich in verschiedenen Teilen des Gehirns, sie sind mit verschiedenen Gehirnsystemen verbunden und sie unterscheiden sich in Proben, die genetisch ähnlich sind.
„Wir haben gelernt, dass die Trennung von Grenzverschiebungen und ektopischen Intrusionen sehr aufschlussreich sein kann, um zu verstehen, wie diese individuellen Unterschiede in unserem Gehirn entstehen und was sie uns über die Funktionsweise des Gehirns sagen können“, so Dworetsky.
© Psylex.de – Quellenangabe: Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01618-2