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Gehirnbereich wächst im Erwachsenenalter, Wissenschaftler finden

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns ist ein komplexer Prozess, der im Mutterleib beginnt und bis ins Erwachsenenalter andauert. Manche Forscher glauben sogar, dass sich das Gehirn während unseres gesamten Lebens weiter entwickelt. Eine neue Studie zwingt uns, die Entwicklung des Gehirns zu überdenken, da die Wissenschaftler feststellen, dass ein Teil davon weiter wächst.
Wissenschaftler haben kürzlich einen Gehirnbereich gefunden, der unerwartet bis ins Erwachsenenalter wächst.
Bildnachweis: Jesse Gomez und Kalanit Grill-Spector am Vision and Perception Neuroscience Lab

Es wird angenommen, dass die Entwicklung des menschlichen Gehirns in der dritten Schwangerschaftswoche beginnt. Dann beginnen neurale Vorläuferzellen, sich in spezifische neurale Strukturen und Funktionen zu differenzieren - ein Prozess, der sowohl von Genen als auch von der Umwelt beeinflusst wird.

Dieser Prozess der fetalen Entwicklung setzt sich bis zur Geburt fort, wenn die Grundstrukturen des zentralen und peripheren Nervensystems grob festgelegt sind.

Nach der Geburt entwickelt sich das Gehirn weiter. Während der Vorschulzeit wächst das Gehirn vier Mal so groß und erreicht im Alter von sechs Jahren fast 90 Prozent seines Erwachsenenvolumens.

Als Kinder produzieren unsere Gehirne einen Überschuss an synaptischen Verbindungen zwischen Neuronen. Während der Adoleszenz verwandelt sich das Gehirn weiterhin in seine erwachsene Form, indem es diese unnötigen Synapsen wegwirft.

Der Prozess, der bis in unsere 20er Jahre andauert und als "synaptisches Beschneiden" bekannt ist, wird als maßgeblich für die Entwicklung des Gehirns angesehen und ist entscheidend für das normale Sozialverhalten. Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass Wachstum in der Größe, nicht synaptische Beschneidung, hilft, das Gehirn zu reifen.

Die neue Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft, eine Zeitschrift der American Association for the Advancement of Science.

Entwicklung von Gesichts- und Raumerkennungs-Hirnarealen

Ein Team internationaler Forscher - unter der Leitung von Jesse Gomez von der medizinischen Fakultät der Stanford University in Kalifornien - wollte die Fähigkeit des Gehirns, Gesichter zu erkennen, besser verstehen - eine kritische Komponente des sozialen Verhaltens und der normalen sozialen Interaktion.

Gomez und sein Team verwendeten anatomische, quantitative und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), um das Gehirngewebe über die Studienteilnehmer hinweg zu vergleichen.

Unter Verwendung von MRI-Scans untersuchten die Forscher 22 Kinder zwischen 5 und 12 Jahren und 25 Erwachsene zwischen 22 und 28 Jahren. Sie testeten auch die Fähigkeit der Teilnehmer, Gesichter und Orte zu erkennen.

Die Gesichtserkennungsaufgabe bestand aus dem Cambridge Face Memory Test und es wurden Kindergesichter anstelle von Erwachsenengesichtern verwendet. Die Ortserkennung wurde anhand einer von den Wissenschaftlern entwickelten "alt-neu" Erkennungsaufgabe bewertet.

Das Team maß kortikale Dicke - das Volumen von Makromolekülen und Lipidgewebe - sowie die Zusammensetzung des Gewebes, einschließlich des Lipid- und Cholesterolgehalts von Zellwänden und Myelin. Myelin ist die fetthaltige weiße Substanz, die die Axone einiger Nervenzellen bedeckt und die schnelle Leitfähigkeit zwischen Neuronen sicherstellt.

Gomez und Team haben die Ergebnisse bestätigt in vivo Messungen mit postmortalen Analysen von adulten Gehirnen. Sie verwendeten auch Gehirnmodellierungstechniken, um die Mechanismen aufzudecken, die für die beobachteten Veränderungen des Hirngewebevolumens verantwortlich sind.

Gesichtserkennung Hirnbereich wächst weiterhin bei Erwachsenen

Die Messungen ergaben, dass sich das kortikale Gewebe im Gesicht unterschiedlich entwickelt und Erkennungsbereiche der rechten Gehirnhälfte platziert.

Bei Erwachsenen wurde festgestellt, dass die Hirnregion, die eine Gesichtserkennung ermöglicht, an Größe zunimmt, während die Region, die für die Erkennung von Orten verantwortlich ist, gleich geblieben ist.

Die Region, die mit der Gesichtserkennung identifiziert wurde, ist der Gyrus fusiformis. Die Gewebeentwicklung in diesem Bereich korrelierte mit Verbesserungen der funktionellen Gesichtsselektivität und der Gesichtserkennung.

Die Entwicklung der flächenselektiven Regionen - nicht aber die ortsselektiven - wurde von der mikrostrukturellen Proliferation dominiert. Diese Befunde wurden durch die zytoarchitektonischen Messungen in postmortalen Gehirnen bestätigt.

Die Wissenschaftler analysierten auch postmortale Gehirne, um festzustellen, ob die Größenveränderungen auf eine erhöhte Myelinisierung zurückzuführen waren. Sie folgerten jedoch, dass Veränderungen der Myelinisierung nicht die einzige Erklärung für die Ausdehnung der Hirnregion sein können.

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

Die Autoren schlussfolgern:

"Diese Daten deuten auf ein neues Modell hin, durch das die Hirnfunktion und das Gehirnverhalten sich aus der Proliferation des kortikalen Gewebes entwickeln und nicht ausschließlich aus dem Beschneiden, und dass die anatomische Entwicklung des Kortex während der gesamten Kindheit überdacht wird."

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

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