Kartographie des Gehirns – Das Human Connectome Project

Das Gehirn – eine der kompliziertesten Strukturen der Natur. Es ist zu vielem fähig, zu denen selbst heutige Computer nicht fähig sind, wiegt durchschnittlich nur 1,4 kg und verbraucht doch große Teile unseres täglichen Energiebedarfs. Schätzungen zufolge besitzt das Gehirn 100 Milliarden Nervenzellen, deren Nervenbahnen aneinander gereiht 145-mal um die Erde reichen, und zehnmal so viele Gliazellen, die das Stützgewebe des Gehirns bilden. Dank der großen Plastizität und der ständigen Umstrukturierung sowie den Unterschieden zwischen einzelnen Menschen, ist es schwer das Gehirn zu untersuchen. Das Human Connectome Project versucht, alle Daten bezüglich des Gehirns zu sammeln und die neurologische Forschung voran zu treiben.

Das Gehirn - Schädel im MRT (Foto: Dieter Schütz  / pixelio.de)

Das Gehirn – Schädel im MRT (Foto: Dieter Schütz / pixelio.de)

Das Gehirn bei Tieren und der Aufbau unseres Gehirns
Viele Tiere besitzen Ansammlungen von Nervenzellen, die einem Gehirn ähneln oder dessen Funktion haben. Doch anatomisch ist zum Beispiel das Strickleiternervensystem der Insekten und Krebse sehr unterschiedlich zu unserem Gehirn. Besonders das Gehirn eines Krakens oder Tintenfisches steht jedoch in der Komplexität ebenfalls sehr hoch. Das Gehirn, wie wir es kennen, ist allen Wirbeltieren gleich und besteht entwicklungsgeschichtlich aus zuerst drei, dann fünf Teilen: Das Nachhirn verbindet es zum Rückenmark, das Hinterhirn beinhaltet einen Querwulst namens Pons (für Brücke), der Querverbindungen aufweist, und das Kleinhirn, welches für Bewegung und Koordination verantwortlich ist. Zusammen mit dem Mittelhirn bilden diese Strukturen das Stammhirn, welches den stammesgeschichtlich ältesten Teil darstellt und unter anderem für Reflexe und Atmung zuständig ist. In das Zwischenhirn kommen die Nervenbahnen des Auges und es beinhaltet die Hormondrüsen, Zirbeldrüse und Hirnanhangsdrüse. Als Schaltstelle zwischen Nerven- und Hormonsystem reguliert das Zwischenhirn den Schlaf-Wachrythmus, Schmerz- und Temperaturempfinden, Hunger, Durst und den Sexualtrieb. Das in zwei Hälften (Hemisphären) aufgeteilte, stark gefurchte Großhirn ist das Bild, welches in unsere Köpfe springt, wenn wir an Gehirn denken. Es beinhaltet das limbische System, verantwortlich für Instinkte und Emotionen. Die Großhirnrinde, Teil der grauen Substanz, enthält die Nervenzellkerne und die darunterliegende weiße Substanz die Nervenfasern, ein Balken verbindet beide Hemisphären. Das Gehirn ist von drei Hirnhäuten umgeben und schwimmt in der Hirnflüssigkeit.
Einteilung des Großhirns
Das komplexe Großhirn besitzt viele Funktionen. Eine erste Unterteilung findet örtlich statt und vier Hirnlappen sind beschrieben. Dort finden sich wiederum Windungen (Gyrus) und Furchen (Sulcus). 1903 versuchte Neuroanatom Korbinian Brodman das Gehirn zu unterteilen und beschrieb 52 Regionen. Diese beinhalten zum Beispiel den motorischen und primär somatosensorischen Cortex. Das Wernicke Areal ist für das Verstehen von Sprache zuständig, das Broca Areal zur Produktion von Sprache. Hör-, Seh- und Geschmackszentren verarbeiten die jeweiligen Sinneseindrücke. Anhand der gesammelten Bilder des Human Connectome Projects, erstellt durch MRI (Magnetresonanz- Ttomographie) konnte nun eine Publikation das Gehirn weiter einteilen. Die Arbeitsgruppe benennt 180 Areale pro Hemisphäre und sorgt nun für eine noch nie dagewesene detailreiche Kartographierung des Gehirns. Diese kann helfen ein größeres Verständnis über Gehirnentwicklung, verschiedenste Krankheiten und Altern zu bekommen.