Die Wahrheit über den Abbau des Gehirns: Neue Forschungsergebnisse offenbaren überraschende Ergebnisse.

Neue Forschungsergebnisse aus UMC Utrecht und der Mayo Clinic zeigen, dass unser Gehirn später zurückgeht als zuvor angenommen und zwischen 30 und 40 Jahren statt nach dem 25. Lebensjahr auftritt. Indem Elektroden auf Epilepsie-Patientenhirnen platziert wurden, fanden die Forscher heraus, dass die Gehirnverbindungen mit zunehmendem Alter schneller werden und sich verdoppeln, was neue Erkenntnisse über die Gehirnfunktion und -entwicklung liefert.

Die Forschungsergebnisse der Universitätsmedizin Utrecht (UMC Utrecht) zeigen, dass der Rückgang unseres Gehirns später als bisher angenommen stattfindet. Die in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie zeigt, dass der Rückgang im Alter zwischen 30 und 40 Jahren stattfindet, anstatt nach unserem 25. Geburtstag.

Dorien van Blooijs, eine klinische Technologin, und Frans Leijten, ein Neurologe, arbeiteten mit Kollegen aus UMC Utrecht und der Mayo Clinic zusammen, um eine Studie zum Alterungsprozess der Verarbeitungsgeschwindigkeit unseres Gehirns durchzuführen.

Die Forscher entdeckten unter anderem, dass die Verbindungen in unseren Gehirnen immer schneller werden: von zwei Metern pro Sekunde bei Kindern im Alter von vier Jahren auf vier Meter pro Sekunde bei Menschen im Alter zwischen 30 und 40 Jahren. Ein Verdopplungseffekt also. Erst danach verlangsamt es sich. "Unser Gehirn entwickelt sich viel länger als wir dachten", sagte Van Blooijs.

Die Forscher sehen auch Unterschiede zwischen Hirnregionen. Der Frontallappen, der vordere Teil unseres Gehirns, der für das Denken und das Ausführen von Aufgaben verantwortlich ist, entwickelt sich länger als ein Bereich, der für Bewegung verantwortlich ist. Van Blooijs erklärt: "Das wussten wir dank früherer Forschungen bereits, aber jetzt haben wir konkrete Daten." Die Geschwindigkeitsentwicklung verläuft nicht geradlinig, sondern als Kurve.

Die Forscher erhielten die Daten durch genaue Messungen mit einem Elektrodengitter, das einigen Epilepsie-Patienten (unter dem Schädel) vor der Epilepsie-Operation auf ihr Gehirn platziert wird. Das Gitter besteht aus 60-100 Elektroden, die die Gehirnaktivität messen können. "Durch die Stimulation der Elektroden mit kurzen Strömen können wir sehen, auf welche Gehirnbereiche abnorm reagiert wird. So können wir eine Karte erstellen, welche Bereiche während der Epilepsie-Operation entfernt werden sollten und welche nicht", sagte Leijten.

Die Tatsache, dass die Daten den Forschern auch etwas über die Funktionsweise unseres Gehirns beibrachten, war eine neue Erkenntnis. "Wir sammeln diese Daten seit etwa 20 Jahren", sagte Leijten. "Erst vor ein paar Jahren haben wir erkannt, dass wir die nicht betroffenen Bereiche als Modell für das gesunde menschliche Gehirn verwenden können."

Van Blooijs fügt hinzu: "Wenn Sie eine Elektrode in einem Bereich stimulieren, tritt eine Reaktion in einem anderen auf. Das lässt Sie wissen, dass die beiden Bereiche verbunden sind. Sie können dann messen, wie lange es dauert, bis die Reaktion eintritt. Wenn Sie die Entfernung zwischen den beiden verschiedenen Gehirnregionen kennen, können Sie berechnen, wie schnell das Signal übertragen wird".

Die Ergebnisse dieser Studie liefern wichtige Informationen über unser Zentralnervensystem. Wissenschaftler versuchen schon lange, die Verbindungen in unseren Gehirnen zu kartieren. Mit diesen Informationen können Experten realistischere Computermodelle unserer Gehirne erstellen.

Damit diese Modelle funktionieren, sind neben Informationen über die Verbindungen genaue Werte über die Geschwindigkeit dieser Verbindungen erforderlich. "Wir haben diese Zahlen jetzt zum ersten Mal," erklärt Leijten: "Mit unseren Daten können Forscher neue und bessere Computermodelle erstellen, die unser Verständnis für das Gehirn erhöhen. Wir erwarten, dass unsere Arbeit nicht nur die Epilepsieforschung, sondern auch die Forschung zu anderen Gehirnerkrankungen voranbringen wird."

Mit dieser Veröffentlichung in Nature Neuroscience sind alle Daten öffentlich zugänglich geworden. Dies wird als Open Science bezeichnet und bedeutet, dass Forscher aus der ganzen Welt die Daten verwenden können. Leijten sagt: "Indem sie an Forschungen teilnehmen, tragen Patienten zum Fortschritt bei. Das Wissen, das wir gewinnen, kann verwendet werden, um zukünftige Patienten besser zu behandeln." Van Blooijs wird Ende dieses Jahres ihren Doktortitel erhalten. Sie sagt: "Mit diesen Daten ist viel möglich, mehr als wir tun können. Ich bin gespannt, welche Art von Forschung all die kreativen Menschen auf der Welt aufnehmen werden."

Referenz: "Developmental trajectory of transmission speed in the human brain" von Dorien van Blooijs, Max A. van den Boom, Jaap F. van der Aar, Geertjan M. Huiskamp, Giulio Castegnaro, Matteo Demuru, Willemiek J. E. M. Zweiphenning, Pieter van Eijsden, Kai J. Miller, Frans S. S. Leijten und Dora Hermes, 9. März 2023, Nature Neuroscience.DOI: 10.1038/s41593-023-01272-0