Warum sind manche Menschen schlauer als andere? Seit jeher versuchen Wissenschaftler herauszufinden, was getan werden muss, damit der Kopf gut versteht. Aber jetzt ist es zumindest klar: Die Liste der Komponenten der Intelligenz ist länger als erwartet.
Im Oktober 2018 zeigte Wenzel Grüs Millionen von Fernsehzuschauern etwas Unglaubliches: Ein Student aus der deutschen Kleinstadt Lastrut schlug mehr als fünfzig Mal hintereinander mit dem Kopf auf einen Fußball, ohne ihn fallen zu lassen oder mit den Händen aufzuheben. Die Tatsache, dass das Publikum der russischen TV-Show "Amazing People" ihn mit enthusiastischem Applaus auszeichnete, wurde nicht nur durch die sportliche Geschicklichkeit des jungen Mannes erklärt. Tatsache ist, dass er beim Spielen mit dem Ball zwischendurch die Zahl 67 auf die fünfte Potenz erhöhte, nachdem er in nur 60 Sekunden ein zehnstelliges Ergebnis erhalten hatte.
Der heute 17-jährige Wenzel hat eine einzigartige mathematische Begabung: Er multipliziert, dividiert und extrahiert Wurzeln aus zwölfstelligen Zahlen ohne Stift, Papier oder andere Hilfsmittel. Bei der letzten Weltmeisterschaft im mündlichen Zählen belegte er den dritten Platz. Wie er selbst sagt, benötigt er 50 bis 60 Minuten, um besonders schwierige mathematische Probleme zu lösen: Zum Beispiel, wenn er eine zwanzigstellige Zahl in Primfaktoren zerlegen muss. Wie macht er das? Wahrscheinlich spielt hier sein Kurzzeitgedächtnis die Hauptrolle.
Es ist klar, dass Wenzels Gehirn dem Denkorgan seiner normalerweise begabten Kollegen etwas überlegen ist. Zumindest wenn es um Zahlen geht. Aber warum haben manche Menschen im Allgemeinen größere geistige Fähigkeiten als andere? Diese Frage beschäftigte der britische Naturforscher Francis Galton vor 150 Jahren noch immer. Gleichzeitig machte er darauf aufmerksam, dass Unterschiede in der Intelligenz häufig mit der Herkunft einer Person verbunden sind. In seiner Arbeit Hereditary Genius kommt er zu dem Schluss, dass menschliche Intelligenz vererbt werden kann.
Wie sich später herausstellte, war seine These - zumindest teilweise - richtig. Die amerikanischen Psychologen Thomas Bouchard und Matthew McGue analysierten mehr als 100 veröffentlichte Studien zur Ähnlichkeit der Intelligenz unter Mitgliedern derselben Familie. In einigen Werken wurden eineiige Zwillinge beschrieben, die unmittelbar nach der Geburt getrennt wurden. Trotzdem zeigten sie bei Intelligenztests fast die gleichen Ergebnisse. Die Zwillinge, die zusammen aufwuchsen, waren sich in ihren geistigen Fähigkeiten noch ähnlicher. Wahrscheinlich hatte auch die Umwelt einen wichtigen Einfluss auf sie.
Heute glauben Wissenschaftler, dass 50-60% der Intelligenz vererbt werden. Mit anderen Worten, der Unterschied im IQ zwischen zwei Personen ist aufgrund der Struktur ihrer von ihren Eltern erhaltenen DNA eine gute Hälfte.
Auf der Suche nach Genen für Intelligenz
Die Suche nach den speziell dafür verantwortlichen Erbgütern hat jedoch bisher zu wenig geführt. Zwar fanden sie manchmal einige Elemente, die auf den ersten Blick mit der Intelligenz zusammenhängen. Bei näherer Betrachtung stellte sich diese Beziehung jedoch als falsch heraus. Es entstand eine paradoxe Situation: Einerseits erwiesen sich unzählige Studien als hoch erblicher Bestandteil der Intelligenz. Andererseits konnte niemand sagen, welche Gene speziell dafür verantwortlich waren.
In letzter Zeit hat sich das Bild etwas geändert, hauptsächlich aufgrund des technologischen Fortschritts. Der Bauplan eines jeden Einzelnen ist in seiner DNA enthalten - einer Art riesiger Enzyklopädie, die aus ungefähr 3 Milliarden Buchstaben besteht. Leider ist es in einer Sprache geschrieben, die wir kaum kennen. Obwohl wir die Buchstaben lesen können, bleibt uns die Bedeutung der Texte dieser Enzyklopädie verborgen. Selbst wenn es Wissenschaftlern gelingt, die gesamte DNA eines Menschen zu sequenzieren, wissen sie nicht, welche Teile davon für seine geistigen Fähigkeiten verantwortlich sind.
Intelligenz und IQ
Das Wort Intellekt kommt vom lateinischen Substantiv intellektus, das als "Wahrnehmung", "Verstehen", "Verstehen", "Vernunft" oder "Verstand" übersetzt werden kann. Psychologen verstehen Intelligenz als eine allgemeine mentale Fähigkeit, die verschiedene Kompetenzen umfasst: zum Beispiel die Fähigkeit, Probleme zu lösen, komplexe Ideen zu verstehen, abstrakt zu denken und aus Erfahrungen zu lernen.
Intelligenz ist normalerweise nicht auf ein Fach wie Mathematik beschränkt. Jemand, der in einem Bereich gut ist, ist in anderen oft hervorragend. Talente, die eindeutig auf ein Fach beschränkt sind, sind selten. Viele Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass es einen allgemeinen Faktor der Intelligenz gibt, den sogenannten Faktor G.
Jeder, der Intelligenz studieren will, braucht eine Methode, um sie objektiv zu messen. Der erste Intelligenztest wurde von den französischen Psychologen Alfred Binet und Théodore Simon entwickelt. Sie nutzten es 1904 zum ersten Mal, um die intellektuellen Fähigkeiten von Schulkindern zu beurteilen. Auf der Grundlage der zu diesem Zweck entwickelten Aufgaben erstellten sie die sogenannte "Binet-Simon-Skala der mentalen Entwicklung". Mit ihrer Hilfe bestimmten sie das Alter der intellektuellen Entwicklung des Kindes. Es entsprach einer Zahl auf einer Skala von Problemen, die das Kind vollständig lösen konnte.
1912 schlug der deutsche Psychologe William Stern eine neue Methode vor, bei der das Zeitalter der intellektuellen Entwicklung durch das chronologische Alter geteilt und der resultierende Wert als Intelligenzquotient (IQ) bezeichnet wurde. Und obwohl der Name bis heute erhalten ist, beschreibt der IQ heute keine Altersverhältnisse mehr. Stattdessen gibt IQ eine Vorstellung davon, wie der Grad der Intelligenz eines Individuums mit dem Grad der Intelligenz einer durchschnittlichen Person korreliert.
Menschen unterscheiden sich voneinander und dementsprechend unterscheiden sich ihre DNA-Sets. Personen mit hohem IQ müssen jedoch mindestens den Teilen der DNA entsprechen, die mit Intelligenz assoziiert sind. Wissenschaftler gehen heute von dieser grundlegenden These aus. Durch den Vergleich der DNA von Hunderttausenden von Testpersonen in Millionen von Teilen können Wissenschaftler die Erbregionen bestimmen, die zur Bildung höherer intellektueller Fähigkeiten beitragen.
In den letzten Jahren wurde eine Reihe ähnlicher Studien veröffentlicht. Dank dieser Analysen wird das Bild immer klarer: Besondere geistige Fähigkeiten hängen nicht nur von erblichen Daten ab, sondern auch von Tausenden verschiedener Gene. Und jeder von ihnen leistet nur einen winzigen Beitrag zum Phänomen der Intelligenz, manchmal nur wenige Hundertstel Prozent. "Es wird jetzt angenommen, dass zwei Drittel aller variablen Gene des Menschen direkt oder indirekt mit der Entwicklung des Gehirns und damit möglicherweise mit der Intelligenz verbunden sind", sagt Lars Penke, Professor für biologische Persönlichkeitspsychologie an der Georg-August-Universität in Göttingen.
Sieben versiegelte Geheimnisse
Aber es gibt immer noch ein großes Problem: Heute gibt es zweitausend Stellen (Loci) in der Struktur der DNA, die mit Intelligenz verbunden sind. In vielen Fällen ist jedoch noch nicht klar, wofür genau diese Loci verantwortlich sind. Um dieses Rätsel zu lösen, beobachten Geheimdienstforscher, welche Zellen häufiger als andere auf neue Informationen reagieren. Dies kann bedeuten, dass diese Zellen in irgendeiner Weise mit Denkfähigkeiten verbunden sind.
Gleichzeitig sind Wissenschaftler ständig mit einer bestimmten Gruppe von Neuronen konfrontiert - den sogenannten Pyramidenzellen. Sie wachsen in der Großhirnrinde, dh in der äußeren Hülle des Gehirns und des Kleinhirns, die Experten als Kortex bezeichnen. Es enthält hauptsächlich Nervenzellen, die ihm seine charakteristische graue Farbe verleihen, weshalb es als "graue Substanz" bezeichnet wird.
Vielleicht spielen Pyramidenzellen eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Intelligenz. Dies geht jedenfalls aus den Forschungsergebnissen der Neurobiologin Natalia Goryunova, Professorin an der Freien Universität Amsterdam, hervor.
Kürzlich veröffentlichte Goryunova die Ergebnisse einer Studie, die die Aufmerksamkeit aller auf sich zog: Sie verglich Pyramidenzellen bei Probanden mit unterschiedlichen intellektuellen Fähigkeiten. Gewebeproben wurden hauptsächlich aus Material entnommen, das während Operationen an Patienten mit Epilepsie erhalten wurde. In schweren Fällen versuchen Neurochirurgen, den Fokus gefährlicher Anfälle zu entfernen. Dabei entfernen sie immer Teile von gesundem Hirnmaterial. Es war dieses Material, das Goryunova studierte.
Sie testete zunächst, wie die darin enthaltenen Pyramidenzellen auf elektrische Impulse reagieren. Dann schnitt sie jede Probe in dünnste Scheiben, fotografierte sie unter einem Mikroskop und setzte sie am Computer wieder zu einem dreidimensionalen Bild zusammen. So hat sie zum Beispiel die Länge der Dendriten ermittelt - die verzweigten Auswüchse von Zellen, mit denen sie elektrische Signale aufnehmen. „Gleichzeitig haben wir eine Verbindung zum IQ der Patienten hergestellt“, erklärt Goryunova. "Je länger und verzweigter die Dendriten waren, desto klüger war das Individuum."
Der Forscher erklärte dies auf sehr einfache Weise: Lange, verzweigte Dendriten können mehr Kontakte zu anderen Zellen herstellen, dh sie erhalten mehr Informationen, die sie verarbeiten können. Hinzu kommt ein weiterer Faktor: „Aufgrund ihrer starken Verzweigung können sie gleichzeitig unterschiedliche Informationen in unterschiedlichen Verzweigungen verarbeiten“, betont Goryunova. Aufgrund dieser Parallelverarbeitung haben Zellen ein großes Rechenpotential. „Sie arbeiten schneller und produktiver“, schließt Goryunova.
Nur ein Teil der Wahrheit
Egal wie überzeugend diese These auch sein mag, sie kann nicht als vollständig bewiesen angesehen werden, wie die Forscherin selbst offen zugibt. Tatsache ist, dass die von ihr untersuchten Gewebeproben hauptsächlich aus einem sehr begrenzten Bereich in den Temporallappen entnommen wurden. Die meisten epileptischen Anfälle treten dort auf, weshalb in diesem Bereich in der Regel eine Epilepsieoperation durchgeführt wird. "Wir können noch nicht sagen, wie die Dinge in anderen Teilen des Gehirns sind", gibt Goryunova zu. "Neue, unveröffentlichte Forschungsergebnisse unserer Gruppe zeigen beispielsweise, dass die Beziehung zwischen Dendritenlänge und Intelligenz in der linken Gehirnhälfte stärker ist als in der rechten."
Es ist immer noch unmöglich, allgemeine Schlussfolgerungen aus den Forschungsergebnissen der Amsterdamer Wissenschaftler zu ziehen. Darüber hinaus gibt es Hinweise, die vom genauen Gegenteil sprechen. Sie wurden von einem Biopsychologen aus Bochum, Erhan Genç, erhalten. 2018 untersuchten er und seine Kollegen auch, wie sich die Struktur der grauen Substanz zwischen sehr intelligenten und weniger intelligenten Menschen unterscheidet. Gleichzeitig kam er zu dem Schluss, dass die starke Verzweigung von Dendriten eher schädlich als förderlich für die Denkfähigkeit ist.
Zwar untersuchte Gench nicht einzelne Pyramidenzellen, sondern legte seine Probanden in einen Gehirnscanner. Magnetresonanztomographen eignen sich grundsätzlich nicht zur Untersuchung feinster Faserstrukturen - die Auflösung der Bilder erweist sich in der Regel als unzureichend. Die Bochumer Wissenschaftler verwendeten jedoch eine spezielle Methode, um die Diffusionsrichtung der Gewebeflüssigkeit zu bestimmen.
Dendriten werden zu Flüssigkeitsbarrieren. Durch Analyse der Diffusion ist es möglich zu bestimmen, in welche Richtung sich die Dendriten befinden, wie verzweigt sie sind und wie nahe sie beieinander liegen. Ergebnis: Bei klügeren Menschen sind die Dendriten einzelner Nervenzellen nicht so dicht und zerfallen nicht in dünne "Drähte". Diese Beobachtung widerspricht diametral den Schlussfolgerungen der Neurowissenschaftlerin Natalia Goryunova.
Aber brauchen Pyramidenzellen nicht eine Vielzahl von Informationen von außen, um ihre Aufgaben im Gehirn zu erfüllen? Wie stimmt dies mit dem identifizierten geringen Verzweigungsgrad überein? Gench hält auch die Verbindung zwischen Zellen für wichtig, aber seiner Meinung nach sollte diese Verbindung einen Zweck haben. „Wenn der Baum mehr Früchte tragen soll, schneiden Sie die zusätzlichen Zweige ab“, erklärt er. - Gleiches gilt für synaptische Verbindungen zwischen Neuronen: Wenn wir geboren werden, haben wir viele davon. Aber während unseres ganzen Lebens verdünnen wir sie und lassen nur diejenigen übrig, die uns wichtig sind."
Vermutlich können wir dadurch Informationen effizienter verarbeiten.
Der "lebende Taschenrechner" Wenzel Grius macht dasselbe und schaltet bei der Lösung eines Problems alles um sich herum aus. Die Verarbeitung von Hintergrundreizen wäre für ihn an dieser Stelle kontraproduktiv.
In der Tat zeigen Menschen mit einer reichen Intelligenz eine fokussiertere Gehirnaktivität als weniger begabte Menschen, wenn sie ein komplexes Problem lösen müssen. Außerdem benötigt ihr Denkorgan weniger Energie. Diese beiden Beobachtungen führten zu der sogenannten neuronalen Hypothese der Intelligenzeffizienz, nach der nicht die Intensität des Gehirns entscheidend ist, sondern die Effizienz.
Zu viele Köche verderben den Brei
Gench glaubt, dass seine Ergebnisse diese Theorie stützen: „Wenn Sie mit einer Vielzahl von Zusammenhängen zu tun haben, bei denen jeder zur Lösung eines Problems beitragen kann, erschwert dies die Angelegenheit und hilft ihm nicht“, sagt er. Ihm zufolge ist es dasselbe, als würde man selbst von Freunden um Rat fragen, die das Fernsehen nicht verstehen, bevor sie einen Fernseher kaufen. Daher ist es sinnvoll, Störfaktoren zu unterdrücken - so glaubt der Neurowissenschaftler aus Bochum. Wahrscheinlich machen es kluge Leute besser als andere.
Aber wie ist das mit den Ergebnissen der Amsterdamer Gruppe unter der Leitung von Natalia Goryunova zu vergleichen? Erkhan Gench weist darauf hin, dass es sich möglicherweise um unterschiedliche Messtechniken handelt. Im Gegensatz zum niederländischen Forscher untersuchte er einzelne Zellen nicht unter dem Mikroskop, sondern maß die Bewegung von Wassermolekülen in Geweben. Er weist auch darauf hin, dass der Verzweigungsgrad von Pyramidenzellen in verschiedenen Sektoren des Gehirns unterschiedlich sein kann. "Wir haben es mit einem Mosaik zu tun, dem noch viele Teile fehlen."
Ähnliche Forschungsergebnisse finden sich an anderer Stelle: Die Dicke der Schicht der grauen Substanz ist entscheidend für die intellektuellen Fähigkeiten - vermutlich, weil der Großteil der Großhirnrinde mehr Neuronen enthält, was bedeutet, dass sie mehr "Rechenpotential" hat. Heute gilt diese Verbindung als bewiesen, und Natalia Goryunova hat sie in ihrer Arbeit erneut bestätigt. "Größe zählt" - das hat der deutsche Anatom Friedrich Tiedemann vor 180 Jahren gegründet. "Es gibt zweifellos einen Zusammenhang zwischen Gehirngröße und intellektueller Energie", schrieb er 1837. Um das Volumen des Gehirns zu messen, füllte er die Schädel verstorbener Menschen mit trockener Hirse, aber dieser Zusammenhang wird auch durch moderne Messmethoden mit Gehirnscannern bestätigt. Nach verschiedenen Schätzungen6 bis 9% der IQ-Unterschiede sind mit Unterschieden in der Gehirngröße verbunden. Und doch scheint die Dicke der Großhirnrinde kritisch zu sein.
Aber auch hier gibt es viele Rätsel. Dies gilt gleichermaßen für Männer und Frauen, da bei beiden Geschlechtern kleinere Gehirne kleineren geistigen Fähigkeiten entsprechen. Auf der anderen Seite haben Frauen durchschnittlich 150 Gramm weniger Gehirn als Männer, aber sie verhalten sich bei IQ-Tests ähnlich wie Männer.
„Gleichzeitig sind die Gehirnstrukturen von Männern und Frauen unterschiedlich“, erklärt Lars Penke von der Universität Göttingen. "Männer haben mehr graue Substanz, was bedeutet, dass ihre Großhirnrinde dicker ist, während Frauen mehr weiße Substanz haben." Es ist aber auch äußerst wichtig für unsere Fähigkeit, Probleme zu lösen. Gleichzeitig spielt es auf den ersten Blick keine so auffällige Rolle wie die graue Substanz. Die weiße Substanz besteht hauptsächlich aus langen Nervenfasern. Sie können elektrische Impulse über große Entfernungen übertragen, manchmal zehn Zentimeter oder mehr. Dies ist möglich, weil sie durch eine Schicht fettgesättigter Substanz - Myelin - perfekt von ihrer Umgebung isoliert sind. Es ist die Myelinscheide und verleiht den Fasern eine weiße Farbe. Es verhindert Spannungsverluste durch Kurzschlüsse und beschleunigt die Informationsübertragung.
Bricht die Drähte im Gehirn ein
Wenn Pyramidenzellen als Gehirnprozessoren betrachtet werden können, ist die weiße Substanz wie ein Computerbus: Dank dieser können die in großer Entfernung voneinander liegenden Gehirnzentren miteinander kommunizieren und bei der Lösung von Problemen zusammenarbeiten. Trotzdem wurde die weiße Substanz von Geheimdienstforschern lange Zeit unterschätzt.
Die Tatsache, dass sich diese Haltung jetzt geändert hat, ist auch das Verdienst von Lars Penke. Vor einigen Jahren stellte er fest, dass sich die weiße Substanz bei Menschen mit reduzierter Intelligenz in einem schlechteren Zustand befindet. In ihrem Gehirn verlaufen einzelne Kommunikationslinien manchmal chaotisch und nicht sauber und parallel zueinander, die Myelinscheide ist nicht optimal geformt und von Zeit zu Zeit treten sogar "Drahtbrüche" auf. "Wenn es mehr solcher Unfälle gibt, führt dies zu einer Verlangsamung der Informationsverarbeitung und letztendlich dazu, dass die Person bei Intelligenztests schlechtere Ergebnisse zeigt als andere", erklärt der Persönlichkeitspsychologe Penke. Es wird geschätzt, dass etwa 10% der Unterschiede im IQ auf den Zustand der weißen Substanz zurückzuführen sind.
Aber zurück zu den Unterschieden zwischen den Geschlechtern: Laut Penke sind Frauen nach einigen Studien bei intellektuellen Aufgaben genauso erfolgreich wie Männer, aber manchmal nutzen sie andere Bereiche des Gehirns. Die Gründe können nur erraten werden. Zum Teil können diese Abweichungen durch den Unterschied in der Struktur der weißen Substanz erklärt werden - einem Kommunikationskanal zwischen verschiedenen Zentren des Gehirns. „Wie auch immer, anhand dieser Daten können wir deutlich erkennen, dass es mehr als eine einzige Möglichkeit gibt, den Intellekt zu nutzen“, betont der Forscher aus Bochum. "Unterschiedliche Kombinationen von Faktoren können zu derselben Intelligenzstufe führen."
Somit besteht ein "intelligenter Kopf" aus vielen Komponenten, und ihr Verhältnis kann variieren. Pyramidenzellen sind auch wichtig als effiziente Prozessoren und weiße Substanz als System der schnellen Kommunikation und eines gut funktionierenden Arbeitsgedächtnisses. Hinzu kommen eine optimale zerebrale Durchblutung, eine starke Immunität, ein aktiver Energiestoffwechsel usw. Je mehr die Wissenschaft über das Phänomen der Intelligenz erfährt, desto klarer wird, dass es nicht nur mit einer Komponente und sogar mit einem bestimmten Teil des Gehirns assoziiert werden kann.
Aber wenn alles so funktioniert, wie es sollte, kann das menschliche Gehirn erstaunliche Dinge tun. Dies zeigt das Beispiel des südkoreanischen Kernphysikers Kim Un Yong, der mit einem IQ von 210 als der klügste Mensch der Welt gilt. Im Alter von sieben Jahren löste er in einer japanischen Fernsehshow komplexe Integralgleichungen. Im Alter von acht Jahren wurde er zur NASA in die USA eingeladen, wo er zehn Jahre lang arbeitete.
Es stimmt, Kim selbst warnt davor, den IQ übermäßig zu betonen. In einem Artikel aus dem Jahr 2010 im Korea Herald schrieb er, dass hochintelligente Menschen nicht allmächtig sind. Wie Weltrekorde für Sportler sind hohe IQs nur eine Manifestation menschlichen Talents. "Wenn es eine große Auswahl an Geschenken gibt, dann ist meins nur ein Teil davon."
