Die diesjährigen Entdeckungen bestätigen alte "Einsichten" von Philosophen über das Gehirn. Der Mensch ist ein "soziales Tier", sagte Aristoteles, und hier sind Sie: Die Polarforscher, die mehrere Jahre allein verbracht haben, haben die Gehirngröße verringert. Wissenschaftler haben die langweilige Idee in Frage gestellt, dass das Gehirn kein Feld hat, das mit der Ausführung biologischer Funktionen verbunden ist. Es stellt sich heraus, dass es ein elektromagnetisches Feld und sogar ein "latentes Bewusstsein" gibt. Allerdings nicht alle.
Das Gehirn sagt uns, was wir tun, wie wir handeln, was wir denken und was wir sagen sollen. Er merkt sich sogar die Gesichter von Fremden auf der Straße und hüllt sie in unsere Sorgen, setzt dann der Vollständigkeit halber einen clownhaften Hut auf und fügt ein paar wütende Kängurus hinzu, was ein sehr seltsames Szenario für unsere Unterhaltung im Schlaf schafft. Wir sind völlig abhängig von diesem Organ und leben und erleben dank ihm die Welt. Aber vieles davon bleibt uns ein Rätsel, wie das Innere eines Schwarzen Lochs. Jedes Jahr tauchen neue Entdeckungen auf, die uns mehr und mehr Wissen über dieses erstaunliche Organ vermitteln. In diesem Jahr wurde bekannt, dass das Gehirn in der Lage ist, sich vor dem Gedanken an den Tod zu schützen, wie allein durchgeführte Antarktisexpeditionen seine Größe verringern können und wie das Gehirn auch dann weiterarbeitet, wenn die Hälfte davon fehlt. Tauchen wir also in die Welt der größten Entdeckungen unseres Gehirns im Jahr 2019 ein.
Wütende Träume
In einem Traum können Menschen eine Vielzahl von Emotionen erleben, sogar Wut. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sie durch Analyse der Aktivität des Gehirns feststellen können, ob eine Person wütende Träume hat oder nicht. Ein Forscherteam untersuchte einen Teil des Gehirns, den Frontallappen. Es hilft, den Ausdruck von Emotionen zu kontrollieren und Probleme zu lösen. Wie die Wissenschaftler herausfanden, deutet eine Asymmetrie in der Aktivität der Frontallappen des Gehirns während des Schlafes und davor darauf hin, dass die Person wütende Träume hatte.
Wenn wir uns entspannen, sendet das Gehirn Alphawellen mit einer Frequenz von 8 bis 12 Hertz aus. Wenn es eine Diskrepanz in der Aktivität von Alphawellen zwischen den beiden Frontallappen gibt (je mehr Alphawellen emittiert werden, desto weniger arbeitet dieser Teil des Gehirns), deutet dies darauf hin, dass die Person versucht, ihren Ärger zu kontrollieren. Nach der Analyse solcher Gehirnwellen bei 17 Versuchsteilnehmern, die zwei Nächte (mit einer Woche Pause) in einem Schlaflabor verbrachten, stellten die Wissenschaftler fest, dass etwas Ähnliches im Gehirn und während des menschlichen Schlafes passiert. Menschen, die im Schlaf mehr Asymmetrie in ihrer Alphawellenaktivität hatten, berichteten von wütenderen Träumen.
Einsame Antarktisexpeditionen
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Eine Person, auch eine introvertierte, ist ein soziales Wesen, und Einsamkeit wirkt sich negativ auf das Gehirn aus. Wissenschaftler der Studie fanden heraus, dass fünf Reisende, die mehr als ein Jahr allein in der Antarktis verbracht hatten, eine leicht verringerte Gehirngröße hatten. Eine Gruppe von Forschern verglich Gehirnscans dieser Reisenden, bevor sie auf den eisigen Kontinent gingen und nachdem sie in die Gesellschaft zurückgekehrt waren. Sie fanden heraus, dass Teile des Gehirns, wie der Hippocampus (oder das Ammonhorn), die für die Wahrnehmung und das Gedächtnis verantwortlich sind, nach der Rückkehr der Reisenden an Volumen abnahmen, wie Wissenschaftler diesen Monat berichteten.
Darüber hinaus hatten Reisende die Spiegel eines Proteins namens Brain Neurotrophic Factor (BDNF) gesenkt, das das Wachstum und Überleben neuer Nervenzellen unterstützt und für die Herstellung neuer Verbindungen im Gehirn unerlässlich ist. Jetzt versuchen Wissenschaftler, Wege zu finden, um eine Schrumpfung des Gehirns bei Menschen zu verhindern, die sich allein in einer Umgebung befinden, die nichts stimuliert (dies können spezielle Übungen oder virtuelle Realität sein).
Schnüffeln ohne Glühbirnen
Es wäre seltsam, wenn jemand einen Apfel nehmen könnte, ohne seine Hände zu benutzen. Eine Gruppe von Wissenschaftlern fand etwas Ähnliches: eine kleine Gruppe von Menschen, die zwischen Gerüchen unterscheiden können, obwohl ihnen eine sehr wichtige Region in ihrem Gehirn fehlt, die für den Geruch verantwortlich ist. Vor dem Gehirn befinden sich die Riechkolben, die Informationen über Gerüche aus der Nase verarbeiten. Wissenschaftler entdeckten dies zufällig, als sie ein Bild des Gehirns einer 29-jährigen Frau mit normalem Geruchssinn untersuchten und feststellten, dass sie keine Riechkolben hatte. Sie fanden später ein paar weitere Frauen mit dem gleichen Merkmal, die behaupteten, zwischen Gerüchen unterscheiden zu können. Sie gaben ihnen eine MRT des Gehirns und testeten sie auch auf Geruchserkennung. In der Tat wurde ihre Geschichte bestätigt.
Die Forscher wissen nicht genau, was der Grund für diese magische Fähigkeit ist, zwischen Gerüchen zu unterscheiden. Aber sie denken, dass die Rolle der Riechkolben in diesem Fall von einem anderen Teil des Gehirns gespielt wird. Dies beweist die Fähigkeit des Gehirns, sich neu zu verdrahten. Es gibt noch einen weiteren Vorschlag: Wir hatten völlig falsche Vorstellungen, dass wir keine Riechkolben brauchten, um Gerüche zu erkennen. Das heißt, diese Lampen sind für etwas anderes verantwortlich, aber nicht für den Geruch.
Ein Magnetfeld
Einige Tiere nutzen das unsichtbare Magnetfeld, das unseren Planeten umgibt, als natürliches Navigationssystem. Es stellt sich heraus, dass es Menschen gibt, die auch das Magnetfeld der Erde spüren können, obwohl nicht klar ist, warum. Im März wurden die Ergebnisse einer Studie veröffentlicht, deren Autoren das Gehirn von 34 Personen scannten und sie in eine dunkle Testkammer mit einem künstlichen Magnetfeld stellten. Die Gehirnanalyse ergab, dass vier der 34 Probanden aktiv auf die Verschiebung des Magnetfelds von Nordosten nach Nordwesten reagierten - jedoch nicht in die entgegengesetzte Richtung.
Bei diesen vier Personen wurde eine Abnahme der vom Gehirn emittierten Welle festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass das Gehirn ein möglicherweise magnetisches Signal aufnimmt. Es ist nicht klar, warum manche Menschen auf ein Magnetfeld reagieren, andere nicht. Es ist ebenso unklar, wie das Gehirn solche Signale aufnimmt. Aber wie Wissenschaftler sagen, haben frühere Studien gezeigt, dass das menschliche Gehirn viele winzige magnetische Partikel enthält, die möglicherweise etwas damit zu tun haben.
Der Gedanke an den Tod
Der Tod ist ein ebenso natürliches Phänomen wie Leben und Liebe. Aber unser Gehirn schützt uns vor dem Gedanken an unseren eigenen Tod, und deshalb können wir nicht vollständig erkennen, dass wir uns eines Tages den anderen anschließen werden, die ewigen Frieden gefunden haben. Einer kürzlich durchgeführten Studie zufolge verwendet das Gehirn ständig alte Informationen, um vorherzusagen, was in Zukunft in ähnlichen Szenarien passieren wird. Deshalb muss er dir sagen, dass auch du eines Tages sterben wirst.
Aber wie sich herausstellte, gibt es etwas in unserem Gedanken über den Tod, das diesen Mechanismus im Gehirn zerstört. Ein Team von Wissenschaftlern hat dies herausgefunden, indem es die Gehirnreaktion von 24 Personen beobachtete, als ihnen neben den Worten über den Tod ihre eigenen Fotos gezeigt wurden. Messungen der Gehirnaktivität haben gezeigt, dass die Arbeit des Vorhersagemechanismus unterbrochen wird, sobald eine Person die Idee ihres eigenen Todes hat. Die Gründe dafür sind unklar, aber wie Theoretiker sagen, verringert ein zu starkes Bewusstsein für die Schwäche der eigenen Existenz die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person Nachkommen hervorbringen möchte, da die Angst sie daran hindert, die notwendigen Risiken bei der Suche nach einem Partner einzugehen.
Liquor cerebrospinalis
Forscher wissen seit langem, dass die Aktivität des Gehirns im Schlaf sehr rhythmisch ist und pulsierende Wellen neuronaler Aktivität erzeugt. Aber dieses Jahr haben Wissenschaftler zum ersten Mal entdeckt, dass es einen anderen Teilnehmer an diesem rhythmischen Zyklus gibt: die Liquor cerebrospinalis. Diese Flüssigkeit umgibt und schützt ständig das Gehirn und das Rückenmark. Frühere Untersuchungen zeigen, dass es auch im Schlaf toxische Proteine aus dem Gehirn entfernt.
Eine Gruppe von Forschern untersuchte das Gehirn von 13 schlafenden Menschen mithilfe der Magnetresonanztomographie und stellte fest, dass Liquor cerebrospinalis in einem ziemlich rhythmischen Fluss in das schlafende Gehirn gelangt. Die Aktivität des Gehirns nimmt im Schlaf ab, dann fließt Blut aus dem Gehirn und die Liquor cerebrospinalis gelangt dorthin, um es zu ersetzen. Dieser Zufluss ist so vorhersehbar und konstant, dass Sie anhand der Liquor cerebrospinalis genau erkennen können, wann eine Person schläft und wann sie wach ist. Diese Ergebnisse können zusätzliche Einblicke in die gehirnbezogenen Probleme des Alterns liefern.
Die Hälfte des Gehirns
Das Gehirn hat eine erstaunliche Fähigkeit, sich zu verändern und anzupassen, wie eine kleine Gruppe von Menschen zeigt, denen in der Kindheit die Hälfte ihres Gehirns entfernt wurde, um epileptische Anfälle zu lindern. Trotz des Fehlens einer ganzen Gehirnhälfte leben und funktionieren diese Menschen normal, da die verbleibende Hälfte immer stärker geworden ist. Dies sind die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Studie, in der das Gehirn von sechs Erwachsenen in den Zwanzigern und Vierzigern analysiert wurde, denen im Alter zwischen drei Monaten und elf Jahren die Hälfte ihres Gehirns entfernt wurde. Wissenschaftler im Analyseprozess verglichen ihr Gehirn mit dem Gehirn von Menschen, die sich einer solchen Operation nicht unterzogen haben.
MRT-Daten zeigten, dass bei Patienten mit einer Gehirnhälfte die Teile desselben Netzwerks (z. B. die für das Sehen Verantwortlichen) nicht schlechter funktionieren als bei Menschen mit einem ganzen Gehirn. Wissenschaftler fanden auch heraus, dass interneuronale Verbindungen zwischen Regionen verschiedener Hirnnetzwerke bei Patienten, bei denen eine Hemisphäre entfernt wurde, stärker sind. Dies deutet darauf hin, dass das Gehirn den Verlust eines großen Teils seiner selbst kompensieren kann.
Sprachen lernen
Laut einer im März veröffentlichten Studie benötigen unsere Gehirne eine CD-ähnliche Speicherung von Informationen, um ihre Muttersprache zu beherrschen. Der durchschnittliche englischsprachige Erwachsene muss ungefähr 12,5 Millionen Bits sprachbezogener Informationen lernen. Dies sind eineinhalb Megabyte Speicher. (Die Autoren verwendeten Bits als Beispiel, da das Gehirn Informationen nicht in Bits speichert.) Bei den meisten dieser Millionen Bits sprachlicher Informationen geht es jedoch nicht um Grammatik oder Syntax, sondern um die Bedeutung von Wörtern. Im besten Fall lernt ein Erwachsener 1.000 bis 2.000 Bit seiner Muttersprache, und im schlimmsten Fall sind es 120 Bit pro Tag.
Wiederbelebung eines toten Gehirns
Den Wissenschaftlern gelang es wenige Stunden nach ihrem Tod, den Gehirnkreislauf und die Zellaktivität im Gehirn von Schweinen wiederherzustellen. Mit diesem radikalen Experiment stellten sie die weit verbreitete Vorstellung in Frage, dass nach dem Tod plötzliche und dauerhafte Hirnschäden auftreten. Diese Gruppe von Wissenschaftlern hat bewiesen, dass Zellen über einen längeren Zeitraum allmählich absterben, und in einigen Fällen kann dieser Prozess verlangsamt oder sogar umgekehrt werden. Wissenschaftler haben ein System zur Untersuchung des Gehirns nach dem Tod namens BrainEx entwickelt, bei dem sie einen synthetischen Blutersatz in die Arterien des Gehirns pumpen. Sie injizierten diese Lösung vier Stunden nach ihrem Tod in das Gehirn von 32 Schweinen und sie blieb dort sechs Stunden lang. Die Forscher schlussfolgertendass das System die Struktur der Gehirnzellen bewahrt, ihre Nekrose reduziert und die Zellaktivität teilweise wiederherstellt.
Wissenschaftler betonen, dass sie keine Aktivität gefunden haben, die darauf hinweist, dass das Gehirn etwas fühlt oder bei Bewusstsein ist. Einige Forscher haben jedoch Fragen dazu, was es bedeutet, am Leben zu sein. Darüber hinaus wurden die Versuche an Schweinen und nicht an Menschen durchgeführt. (Obwohl das Gehirn des Schweins menschlicher ist als das von Nagetieren.)
Latentes Bewusstsein
Einige komatöse oder vegetative Patienten zeigen Anzeichen eines "latenten Bewusstseins", wie eine Studie im Juni belegt. Wissenschaftler analysierten elektromagnetische Strahlungswellen des menschlichen Gehirns bei mehr als 100 Patienten, die nach einer Hirnverletzung bewusstlos waren. Sie fanden heraus, dass einige Tage nach der Verletzung einer von sieben Patienten eine klare und deutliche Gehirnaktivität oder ein "latentes Bewusstsein" zeigte, als er aufgefordert wurde, seine Hände zu bewegen. Ein Jahr später waren 44% der Patienten mit diesen ersten Anzeichen eines latenten Bewusstseins in der Lage, mindestens acht Stunden am Tag unabhängig zu handeln, während es bei Patienten, die keine Anzeichen eines latenten Bewusstseins zeigten, nur 14% waren. Mit anderen Worten,Menschen mit Anzeichen eines latenten Bewusstseins erholen sich viel häufiger als diejenigen, die dies nicht tun, sagen Forscher.
Yasemin Saplakoglu
