Wissenschaftler haben die bisher detaillierteste Karte der neuronalen Autobahnen erstellt, die die Gedächtnisbank unserer grauen Substanz – den Hippocampus – mit dem Rest des Gehirns verbindet, und enthüllte unerwartete Muster von Verbindungen zwischen Regionen.
„Wir waren überrascht, weniger Verbindungen zwischen dem Hippocampus und den frontalen kortikalen Bereichen und mehr Verbindungen mit frühen visuellen Verarbeitungsbereichen zu finden, als wir erwartet hatten“, sagt der Psychologe Marshall Dalton von der University of Sydney.
Während es immer noch viele Diskussionen über die genaue Rolle des Hippocampus im Gedächtnis gibt, sind Neurologen zuversichtlich, dass er eine Schlüsselrolle bei der Konstruktion des Gedächtnisses und seiner Integration mit unserer Wahrnehmung spielt, damit wir Entscheidungen über die Zukunft treffen können.
Ein besseres Verständnis dafür, wie der Hippocampus im Zusammenhang mit anderen Bereichen des Gehirns funktioniert, könnte uns eines Tages dabei helfen, den Gedächtnisverlust zu bekämpfen.
Mithilfe einer neuen Bildgebungstechnik namens diffusionsgewichtete Bildgebung – einer Art MRT-Scan, der die Diffusion von Wassermolekülen durch Gewebe zur Kontrasterzeugung nutzt – erstellten Dalton und Kollegen eine hochauflösende Karte der Verbindungen zwischen dem Hippocampus und der Großhirnrinde aus den Gehirnen von sieben Personen erwachsene Frauen unter 35 Jahren.
„Wir haben jetzt eine maßgeschneiderte Methode entwickelt, mit der wir feststellen können, wo im Hippocampus verschiedene kortikale Bereiche miteinander verbunden sind. Und das wurde noch nie zuvor in einem lebenden menschlichen Gehirn gemacht“, sagt Dalton.
„Was wir getan haben, ist einen viel detaillierteren Blick auf die Bahnen der weißen Substanz zu werfen, die im Wesentlichen die Kommunikationsautobahnen zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns sind.“
Die Forscher fanden heraus, dass der Hippocampus über verschiedene Nachrichtennetzwerke verfügt, die jeweils mit bestimmten Bereichen des Kortex verbunden sind. Unser bisheriges Wissen über diese Verbindungen stammt aus Sektionen von Primatengehirnen, und die daraus resultierende Gehirnkarte stimmt weitgehend mit diesen überein.
Aber die Forscher entdeckten ein viel höheres Maß an Verbindungen im visuellen Verarbeitungsbereich des menschlichen Gehirns und weniger in den frontalen kortikalen Bereichen.
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Die an nichtmenschlichen Primaten durchgeführte Post-Mortem-Analyse kann feinere Details bis auf zelluläre Ebene erkennen, so dass wir möglicherweise noch nicht in der Lage waren, all diese Verbindungen beim Menschen aufzulösen.
„Oder es könnte sein, dass der menschliche Hippocampus wirklich eine geringere Anzahl von Verbindungen mit Frontalbereichen hat, als wir erwarten, und eine größere Verbindung mit visuellen Bereichen des Gehirns“, erklärt Dalton.
„Das macht Sinn, wenn man bedenkt, dass der Hippocampus nicht nur eine wichtige Rolle für das Gedächtnis spielt, sondern auch für die Vorstellungskraft und unsere Fähigkeit, mentale Bilder vor unserem geistigen Auge zu konstruieren.“
Andere neuere Studien haben auch Verbindungen zwischen diesen Bereichen des Gehirns gefunden. Das Team ist gespannt, ob ähnliche Muster bei Menschen mit unterschiedlichen demografischen Merkmalen konsistent sind.
„Als sich der Neokortex ausdehnte, entwickelten die Menschen möglicherweise verschiedene Konnektivitätsmuster, um menschenspezifische Gedächtnis- und Visualisierungsfunktionen zu erleichtern, die wiederum die menschliche Kreativität untermauern könnten“, fährt Dalton fort.
„Es ist ein bisschen wie ein Rätsel – wir wissen es einfach nicht. Aber wir lieben Rätsel und werden weiter nachforschen.“
Diese Studie wurde veröffentlicht in eLife.