Das menschliche Gehirn zeichnet unsere Spezies mehr als jedes andere Merkmal aus. Im Laufe der letzten etwa 7 Millionen Jahre ist es an Größe und Komplexität gewachsen, was es uns ermöglicht, Sprache zu verwenden, Pläne für die Zukunft zu schmieden und uns in einem Ausmaß zu koordinieren, wie es noch nie zuvor in der Geschichte des Lebens passiert ist.
Laut einer am Mittwoch veröffentlichten Studie hat unser Gehirn aber auch eine Kehrseite. Die Regionen, die sich im Laufe der menschlichen Evolution am weitesten entwickelt haben, sind extrem anfällig für die Folgen des Alters.
„So etwas wie ein kostenloses Mittagessen gibt es nicht“, sagte Sam Vickery, Neurowissenschaftler am Forschungszentrum Jülich in Deutschland und Autor der Studie.
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Die 86 Milliarden Neuronen im menschlichen Gehirn sind in Hunderte unterschiedlicher Regionen unterteilt. Seit Jahrhunderten können Forscher bestimmte Regionen, etwa den Hirnstamm, anhand von Merkmalen wie der Ansammlung von Neuronen erkennen. Es stellte sich jedoch heraus, dass diese großen Regionen in kleinere Regionen unterteilt waren, von denen viele nur mit leistungsstarken Scannern entdeckt werden konnten.
Als man begann, die Struktur des menschlichen Gehirns zu entschlüsseln, interessierten sich Evolutionsbiologen dafür, wie sich Regionen aus unseren Primatenvorfahren entwickelten. (Schimpansen sind nicht unsere direkten Vorfahren, aber beide Arten stammen von einem gemeinsamen Vorfahren vor etwa 7 Millionen Jahren ab.)
Das menschliche Gehirn ist dreimal größer als das von Schimpansen. Das bedeutet aber nicht, dass sich alle Regionen unseres Gehirns gleich schnell entwickelten, wie eine auf einem Ballon gezeichnete Karte. Einige Regionen haben sich kaum entwickelt, während andere stark gewachsen sind.
Vickery und seine Kollegen entwickelten ein Computerprogramm zur Analyse der Gehirnscans von 189 Schimpansen und 480 Menschen. Ihr Programm kartierte jedes Gehirn, indem es Gruppen von Neuronen erkannte, die unterschiedliche Regionen bildeten. Die Forscher fanden heraus, dass beide Arten über 17 Gehirnregionen verfügten.
Mithilfe dieser Karten konnten die Forscher dann die Größe jeder der 17 Regionen des menschlichen Gehirns berechnen. Sie fanden eine Reihe von Regionen, die bei beiden Arten ungefähr gleich groß waren. Aber einige Bereiche waren beim Menschen viel größer. Einer davon war der orbitofrontale Kortex, eine Region direkt hinter den Augen, die für die Entscheidungsfindung unerlässlich ist.
Vickery und seine Kollegen untersuchten dann, was passiert, wenn das Gehirn altert. Neurowissenschaftler wissen seit langem, dass Neuronen ab dem 30. Lebensjahr beginnen, einige ihrer Verbindungsäste zu verlieren. Ergebnis: Das Gehirn beginnt zu schrumpfen. Aber es ist schwierig, unser verfallendes Gehirn mit dem anderer Affen zu vergleichen, weil wir viel länger leben als sie. Zusätzlich zum normalen Verlust des Gehirnvolumens können ältere Erwachsene auch an Krankheiten wie der Alzheimer-Krankheit und der Parkinson-Krankheit leiden, die zur Zerstörung weiterer Neuronen führen können.
Da Schimpansen nicht älter als 50 Jahre werden, wählten Wissenschaftler Menschen vergleichbaren Alters aus, um die Alterung ihres Gehirns zu untersuchen. Sie analysierten Freiwillige im Alter von 20 bis 58 Jahren und Schimpansen im Alter von 9 bis 50 Jahren. Bei beiden Arten stellten Forscher fest, dass das Gehirn im Laufe der Jahre schrumpft. Doch einige Regionen schrumpfen schneller als andere. Beim Menschen sind die Regionen, die am schnellsten schrumpfen, der orbitofrontale Kortex und andere Teile des Gehirns, die in den letzten mehreren Millionen Jahren am stärksten gewachsen sind.
Die neue Studie sei „der nächste Schritt in unserem Verständnis der Gehirnalterung“, sagte Caleb Finch, ein Evolutionsbiologe an der University of Southern California, der nicht an der Studie beteiligt war. Er betonte jedoch, dass die Forschung noch nicht gezeigt habe, warum neu vergrößerte Teile des Gehirns so anfällig dafür seien, mit zunehmendem Alter zu schrumpfen. „Es ist überhaupt nicht klar“, sagte er. „Die Neuronen zeigen keine chemischen Unterschiede. »
Eine Möglichkeit, sagt Vickery, besteht darin, dass die Bereiche unseres Gehirns, die sich am schnellsten entwickeln, unsere komplexesten Gedanken ermöglichen. Es ist möglich, dass die Neuronen, die diese Gedanken ausführen, schnell verschleißen und diese Regionen schrumpfen.
Aida Gomez-Robles, eine Anthropologin am University College London, die nicht an der Studie beteiligt war, warnte, dass 189 Scans von Schimpansen nur ein unscharfes Bild ihrer alternden Gehirne liefern könnten. „Ähnliche Studien zum Altern beim Menschen umfassen in der Regel Tausende von Personen“, sagte sie.
Darüber hinaus stellte die neue Studie nur einen bescheidenen Zusammenhang zwischen großen Regionen und schneller Alterung fest. „Das gilt für einige dieser Regionen, aber wir wissen nicht, ob es für alle gilt“, sagte Gomez-Robles.
Ironischerweise ist es unser großes Gehirn, das uns hilft, Jahrzehnte länger zu leben als Schimpansen. Es ermöglichte unserer Spezies, eine regelmäßigere Nahrungsversorgung sicherzustellen, die Bedeutung von sauberem Wasser zu verstehen und neue Arten von Medikamenten zu erfinden. Aber im Laufe der Jahre schrumpft unser Gehirn immer weiter. Und Vickerys Studie legt nahe, dass die Regionen, die uns helfen, länger zu leben, am schnellsten schrumpfen.
Mit anderen Worten: Die Frustrationen des Alterns – zum Beispiel Schwierigkeiten, sich Wörter zu merken oder von einer Aufgabe zur anderen zu wechseln – könnten einfach ein Erbe unserer Evolution sein.
„Sie haben ein unglaubliches Gehirn“, sagte Vickery, „aber es hat seinen Preis. »
Gegen 2024, The New York Times Company