Pressemeldungen

Wie werden die Beziehungen zwischen verschiedenen Handlungsplänen im Gehirn organisiert und strukturiert, um unser reiches Verhaltensrepertoire zu unterstützen? Irina Barnaveli und Christian Doeller sowie Simone Viganò und Daniel Reznik vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften und Patrick Haggard vom Institute of Cognitive Neuroscience, University College London, zeigen in ihrer aktuellen Studie, dass das Gehirn Assoziationen zwischen Handlung und Ergebnis in einer kognitiven Kartenstruktur organisiert. Das Team beschreibt in dem Artikel, der kürzlich in Nature Communications veröffentlicht wurde, dass diese kognitiven Karten, die im Hippocampus-System angesiedelt sind, während der Handlungsbewertung mit dem motorischen System kommunizieren – was darauf hindeutet, dass die Fähigkeit zur zielgerichteten Handlungsplanung auf mehreren neuronalen Systemen beruht.
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Neben der Alzheimerschen Krankheit sind Veränderungen am Gefäßsystem des Gehirns die häufigste Ursache für Demenzen. Sogenannte Läsionen der weißen Substanz sind Hinweise auf winzige Gefäßschädigungen im Gehirn, und können im MRT gemessen werden. Sie sind bei älteren Menschen sehr häufig und hängen zum Beispiel mit langsamerem Denken im Alltag zusammen. Anhand der Daten von über 2800 Studienteilnehmer*innen im Alter von über 65 Jahren haben Frauke Beyer vom MPI CBS in Leipzig, Deutschland, und Stephanie Debette von der Universität Bordeaux in Frankreich untersucht, wo solche Läsionen im Gehirn auftreten, welche Faktoren ihr Auftreten begünstigen und wie sie mit Schlaganfall und Demenz zusammenhängen.
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Wie die Hirnforschung die größten Irrtümer entlarvt und wie wir wirklich besser lernen, das beleuchtet Michael Skeide in seinem neuen populärwissenschaftlichen Buch, welches am 14. April 2025 im mvg-Verlag erscheint.
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Wussten Sie, dass sich der Herzschlag einer Frau während ihres Menstruationszyklus auf subtile Weise verändert? Diese rhythmischen Veränderungen, die durch hormonelle Schwankungen ausgelöst werden, bieten einen einzigartigen Einblick in die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem weiblichen Gehirn und dem Herzen. In einem neuen Paper, das in Science Advances veröffentlicht wurde, erläutern die Max-Planck-Forscher*innen Jellina Prinsen, Julia Sacher und Arno Villringer, wie diese natürlich vorkommenden Schwankungen Stress, Stimmung und die langfristige kardiovaskuläre und neurologische Gesundheit beeinflussen könnten.
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Die Entwicklung der Sprache beim Menschen im Gegensatz zu den kommunikativen Systemen anderer Primatenarten wird heftig diskutiert. Dank der Untersuchung der Hirnkonnektivität zwischen verschiedenen Primatenarten und durch die Annahme eines Rahmens, der für die Trennung der funktionellen Sprach- und Kommunikationsaktivierung beim Menschen vorgeschlagen wurde, argumentieren Angela Friederici und Yannick Becker vom MPI CBS in einem kürzlich in Nature Reviews Neuroscience erschienenen Korrespondenzartikel, dass das Kern-Sprachnetzwerk während der Primatenevolution neural von anderen kommunikationsrelevanten Netzwerken getrennt werden kann.

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Bin Wan und Sofie Valk vom MPI CBS beschreiben in ihrer kürzlich in Nature Communications veröffentlichten Studie zusammen mit Kolleg*innen vom Forschungszentrum Jülich, dem Montréal Neurological Institute and Hospital und der University of Cambridge, inwieweit sich die Anatomie der menschlichen Hirnrinde zwischen links und rechts unterscheidet, und zwar in dem bisher feinsten Maßstab. Außerdem beschreiben sie, dass die strukturelle Asymmetrie des Gehirns vererbbar ist und mit der Asymmetrie der Hirnfunktion im Ruhezustand korrespondiert. Und sie zeigen, inwieweit Individuen Unterschiede in der Anatomie zwischen der linken und der rechten Hemisphäre aufweisen, die mit der Variabilität bei sprachbezogenen Fähigkeiten wie Lesen und mit psychischer Gesundheit wie bei Angststörungen zusammenhängen.
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Wissenschaftler*innen vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig (MPI CBS) haben eine neuartige, nicht-invasive Methode entwickelt, um die elektrische Aktivität im menschlichen Rückenmark mit hoher Präzision und Empfindlichkeit aufzuzeichnen. Auch die Reaktionen des Rückenmarks auf Schmerzreize können so genauer gemessen werden, was neue Wege für die Schmerzforschung und mögliche klinische Anwendungen eröffnen könnte. Die Studie wurde kürzlich im Journal PLOS Biology veröffentlicht.
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Wenn wir unsere Augen öffnen, dann fällt es uns ganz leicht, die verschiedene Objekte, Menschen und Tiere um uns herum zu sehen. Bisher war die weitreichende Forschungsmeinung, dass ein ganz wesentliches Ziel unserer Wahrnehmung ist, Objekte zu erkennen und verschiedenen Kategorien zuzuordnen – zum Beispiel, ob dieses Objekt vor uns ein Hund ist und ob ein Hund zur Kategorie der Tiere zählt. Forschende vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig und der Justus-Liebig-Universität Gießen in Zusammenarbeit mit den National Institutes of Health in den USA konnte nun zeigen, dass dieses Bild unvollständig ist. In einer aktuellen Studie im Fachjournal Nature Human Behaviour schreiben sie, dass sich die Hirnaktivität beim Sehen von Objekten viel besser mit einer Vielzahl verhaltensrelevanter Dimensionen erklären lässt.

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Dass Männer im Durchschnitt größere Gehirne haben als Frauen, ist in den Neurowissenschaften weithin bekannt. Wie sich das Gehirn zwischen Geschlechtern jedoch funktionell unterscheidet, ist weniger gut verstanden.
Ausgehend von der Prämisse, dass die Gehirnstruktur die Funktion unterstützt, untersuchten Bianca Serio und Sofie Valk vom MPI CBS in Leipzig und dem Forschungszentrum Jülich, ob Geschlechtsunterschiede in der funktionellen Organisation des Gehirns auf Unterschiede in der Gehirngröße, der Mikrostruktur und den Abstand der funktionellen Verbindungen entlang der kortikalen Oberfläche zurückzuführen sind. Ihre Ergebnisse, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, legen nahe, dass die Geschlechtsunterschiede in der funktionellen Organisation des Gehirns eher kleine Unterschiede in den Netzwerken und den Verbindungen dazwischen widerspiegeln. In einer zweiten Studie in Nature Communications konnte Svenja Küchenhoff aus dem Team von Sofie Valk zeigen, inwieweit Sexualhormone Einfluss auf die Struktur des Gehirns nehmen.

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Psychische Erkrankungen treten oft das erste Mal während der Pubertät und im jungen Erwachsenenalter auf. Denn während sich das Gehirn von Jugendlichen entwickelt, findet ein ausgeprägter Umbau von kognitiven Netzwerken statt. Auf der einen Seite fördert dieser Umbau die Reifung komplexerer Denkfunktionen und die Fähigkeit, sich in das soziale Umfeld einzufügen. Auf der anderen Seite ist diese Entwicklungsphase möglicherweise mit einer höheren Instabilität und Anfälligkeit für negative Umwelteinflüsse verbunden, welche die mentale Gesundheit von Jugendlichen beeinflussen können. In einer aktuellen Studie im Journal Nature Communications haben Meike Hettwer und Sofie Valk vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig und dem Forschungszentrum Jülich untersucht, wie sich Umweltrisikofaktoren – also zum Beispiel traumatische Erlebnisse und dysfunktionale familiäre Situationen – auf die mentale Gesundheit von 14- bis 24-Jährigen auswirken, und wie sich die Anfälligkeit gegenüber diesen Faktoren innerhalb einer Person mit der Zeit verändern kann.
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