Die Enthüllung des Gehirns
Ein neues Bildgebungsverfahren ermöglicht bisher unerreichte Einblicke in das komplexe Netzwerk des lebenden Gehirns.
- Emily Singer
- Veronika Szentpetery-Kessler
Der Neurowissenschaftler Van Weeden vom Massachusetts General Hospital in Boston hat eine neue bildgebende Methode zur genauen Kartierung des Nervenfasernetzwerks von Gehirnen entwickelt. Über diese Fasern – den Fortsätzen (Axonen) von Nervenzellen – werden Informationen im Gehirn weitergeleitet. Wie sich aus ihrer Anordnung völlig neue Einblicke in die Verschaltung der Gehirnregionen und daraus möglicherweise auch in die Ursachen von neuronalen Krankheiten gewinnen lassen, zeigt diese Bilderstrecke. Bei einigen neuronalen Krankheiten wird vermutet, dass sie auf fehlende oder gestörte Verbindungen zwischen Gehirngebieten beruhen.
Die Enthüllung des Gehirns (13 Bilder)
Nervenfasernetzwerk eines menschlichen Gehirns
In diesem interaktiven Video sind jeweils nur diejenigen Fasern zu sehen, die eine von links nach rechts wandernde vertikale Schnittebene kreuzen. Auf diese Weise können individuelle Schaltkreise des sehr eng gepackten Fasernetzwerks leichter untersucht werden. Wenn Sie auf den Pfeil in der Bildmitte klicken, können Sie sich entweder einfach das Video ansehen oder sich durch Bewegen des Schiebereglers unterhalb des Bildes selbst im Gehirn hin und her bewegen. Mit dieser Visualisierungsmethode können Chirurgen zum Beispiel die Lage eines Tumors überprüfen.
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Video Copyright: Van Wedeen, Thomas Brenner, Ruopeng Wang, Jeremy Schmahmann, Guangping Dai (Massachusetts General Hospital, Boston), Patric Hagmann (EPFL and CHUV, Lausanne) und Jon Kaas (Vanderbilt University, Nashville)
Ähnlich wie die meisten Straßen in Ortschaften liegen und keine langen Autobahnen sind, enthält auch das Gehirn hauptsächlich kurze Verbindungen. Während sich der Schieberegler in diesem Video nach rechts bewegt, werden die Nervenfasern von der kürzesten zur längsten nacheinander ausgeblendet. Die roten und orangenen Fasern im linken unteren Bildviertel, die sichtbar werden, wenn der Cursor etwa in der Mitte ist, sind Teil der sensorischen Assoziationsbahnen, die zum Beispiel audiovisuelle Eindrücke verrechnen. Die zuletzt übrig bleibenden C-förmigen blauen Fasern, die horizontal in der Bildmitte verlaufen, gehören zum Cingulum-Bündel, das die Stirnlappen mit den Scheitellappen verbinden. Die Stirnlappen steuern das Sozialverhalten sowie kognitive Funktionen wie Planen, Organisieren und die Impulskontrolle. Der Scheitellappen führt sensorische Informationen zusammen und erlaubt zum Beispiel die Wahrnehmung verschiedener Reize im Raum und die visuelle Steuerung von Bewegungen.
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Video Copyright: Van Wedeen, Thomas Brenner, Ruopeng Wang, Jeremy Schmahmann, Guangping Dai (Massachusetts General Hospital, Boston), Patric Hagmann (EPFL and CHUV, Lausanne) und Jon Kaas (Vanderbilt University, Nashville)
In dieser Visualisierung rotiert das Gehirn im Uhrzeigersinn. Bei etwa ein Fünftel des Weges schaut man genau auf die Stirnseite des Denkorgans. Das Bild zeigt nur den Teil der Fasern, der eine vertikale Schnittebene einen Zentimeter links von der Mitte kreuzt. Weil die meisten Nervenfasern im Gehirn kurz sind und nur wenige von der linken bis zur rechten Hirnhälfte reichen, erscheint die linke Hirnhälfte dichter verdrahtet zu sein als die rechte.
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Video Copyright: Van Wedeen, Thomas Brenner, Ruopeng Wang, Jeremy Schmahmann, Guangping Dai (Massachusetts General Hospital, Boston), Patric Hagmann (EPFL and CHUV, Lausanne) und Jon Kaas (Vanderbilt University, Nashville) (vsz)
