Im Fokus: Neurowissen

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

"Nicht mit dem Herzen, sondern mit dem Gehirn denken wir…" – das vermutete bereits rund 400 vor Christus der antike Gelehrte Hippokrates. Im Kopf spielte sich seiner Meinung nach das ab, was unsere Persönlichkeit prägt: Denken, Fühlen und Bewusstsein. Für die damalige Zeit war diese Idee geradezu revolutionär. Was allerdings genau in unseren Köpfen geschah und wie daraus Gedanken entstehen, dafür hatte der Naturforscher allerdings keine Erklärung. Und auch nach mehr als rund 2400 Jahren später tappen modernen Neurowissenschaftler noch immer weitestgehend im Dunkeln, wenn es um eine Erklärung für das "Wie" des menschlichen Geistes geht.

Nadja Podbregar

2. Das Rätsel der Savants - Auf Spurensuche bei „Rain Mans“ Geschwistern

Zusammenfassung

Sie rechnen schneller als ein Taschenrechner oder reproduzieren detailgetreue Stadtpanoramen nach nur einmaligem Sehen – aber sie können sich nicht selbst die Schuhe zubinden und sprechen wenig oder gar nicht: "Savants", Menschen mit Fähigkeiten, die wie eine Insel des Genialen aus ihren Behinderungen herausragen. Der Filmfigur des "Rain Man" ist ein typisches Beispiel für einen Savant: Raymond Babbit lebt in seiner eigenen Welt, er ist ein Autist, für den die Welt der anderen Menschen fremdartig und unverständlich ist. Andererseits aber besitzt er herausragende mathematische Fähigkeiten, ein enzyklopädisches Gedächtnis und die rätselhafte Fähigkeit des Kalenderkalkulierens. Babbits reale Vorbilder sind nicht alle autistisch, aber alle geben sie der Wissenschaft Rätsel auf. Denn bis heute ist nicht eindeutig klar, was diese einzigartigen Inselbegabungen hervorruft und warum sie nur bei bestimmten Menschen in so spektakulärer Form zutage treten. Zumindest aber einige Hinweise hat die Spurensuche in der Welt der Savants bisher schon ergeben …

Nadja Podbregar

3. Blick ins Hirn - Die Methoden der Hirnforscher

Zusammenfassung

Woher wissen Forscher, was in unseren Gehirnen vor sich geht und welche Bereiche an unserem Denken, Fühlen und Handeln beteiligt sind? Ihr Fenster ins Gehirn sind heute moderne bildgebende Verfahren. Diese können Struktur oder Aktivität bestimmter Hirnareale teilweise bis auf den Millimeter genau abbilden. Als Indikatoren dienen dabei neben den elektrischen Impulsen der Nervenzellen und ihrem damit erzeugten Magnetfeld auch die lokalen Durchblutungs- und Stoffwechselverhältnisse. Häufig werden dabei zusätzlich Kontrastmittel oder spezielle Markersubstanzen eingesetzt.

Nadja Podbregar

4. Doping fürs Gehirn – Neuro-Enhancement und die Folgen

Zusammenfassung

Sie heißen Ritalin, Adderall, Vigil oder Aricept und eigentlich sollen sie heilen. Denn diese Medikamente wurden für kranke Menschen entwickelt, für Patienten mit ADHS, Narkolepsie oder Alzheimer. Mehr und mehr aber nutzen auch völlig Gesunde diese Mittel – um ihre Konzentration, ihr Gedächtnis oder allgemein ihre kognitiven Fähigkeiten zu steigern. Dieses Neuro-Enhancement, die Verbesserung der eigenen geistigen Leistungsfähigkeit durch pharmazeutische Mittel, ist alles andere als neu. Schon in den 1930er Jahren stellten amerikanische Studenten fest, dass Amphetamine ihnen halfen, die Nacht durchzulernen. Im Zweiten Weltkrieg wurden die Aufputschmittel gezielt an Soldaten verteilt, um diese länger durchhalten zu lassen. Später dann brachten zunehmender Missbrauch und unkontrollierbare Nebenwirkungen die meisten dieser Mittel auf die Drogenliste.

Nadja Podbregar

5. Frühkindliche Bildung und das Gehirn

Zusammenfassung

Englisch lernen schon im Kindergarten? Vokabeln und das Einmaleins pauken mit Vierjährigen? Immer häufiger gibt es heute Angebote zur Frühförderung von Kindern, viele Eltern haben den Alltag ihrer Sprösslinge schon fast so stark verplant wie ihren eigenen. Antrieb dafür ist der Wunsch, dem Nachwuchs optimale Startbedingungen ins Leben zu bieten. Aber auch die Angst, eine vermeintlich besonders aufnahmefähige Phase in der Entwicklung der Kinder womöglich ungenutzt verstreichen zu lassen. Als Anstoß und Argument dienen dabei immer wieder auch Erkenntnisse aus der Hirnforschung und Neurobiologie.

Nadja Podbregar

6. Der "kleine Unterschied“ im menschlichen Gehirn

Zusammenfassung

Dass es in einigen Bereichen des Verhaltens geschlechtsspezifische Unterschiede zwischen Frauen und Männern gibt, zeigen viele Beobachtungen. So fallen Frauen beim "Wortflüssigkeitstest" in einer Minute mehr Wörter ein, die z. B. mit einem "A" oder einem "M" beginnen als Männern. Dagegen schneiden Männer im Durchschnitt bei Tests besser ab, bei denen Vergleichsfiguren gefunden werden sollen, die mit der Zielfigur identisch sind. Aber was sind die Gründe dafür? Ist es Erziehung, Prägung durch die Umwelt oder sind es doch die Gene, die Hormone und die Gehirnstrukturen? In dieser Frage ist nach Ansicht vieler Wissenschaftler das letzte Wort noch nicht gesprochen. Möglicherweise aber liegt, wie so oft, die richtige Antwort irgendwo in der Mitte.

Nadja Podbregar

7. Die Macht der Hormone

Zusammenfassung

Ohne Hormone könnten wir nicht überleben. Von Kopf bis Fuß, in jedem Augenblick unseres Lebens sind es diese chemischen Botenstoffe, die den Zellen und Geweben des Körpers lebenswichtige Signale und Arbeitsanweisungen geben. Sie regulieren wichtige Stoffwechselgrößen wie Temperatur, Blutdruck und Blutzucker. In der Kindheit sorgen sie für das nötige Wachstum von Knochen und Muskeln, als Teenager verdanken wir ihnen die Turbulenzen der Pubertät, und im mittleren Alter leiden viele Frauen – aber auch Männer – an Hormonentzug und damit an den Wechseljahren. Aber die Hormone beeinflussen nicht nur körperliche Prozesse. Auch unser Verhalten und unsere Emotionen sind entscheidend von diesen Botenstoffen geprägt.

Nadja Podbregar

8. Träumen - Wenn das Gehirn eigene Wege geht

Zusammenfassung

Etwa ein Drittel unserer Lebenszeit verbringen wir Menschen schlafend. Nacht für Nacht tauchen wir ein in eine fremde Welt, eine Welt mit ihren eigenen Gesetzen und Regeln. Denn in dieser Zeit ist unser aktives Bewusstsein ausgeschaltet. Nicht mehr wir haben die Kontrolle über das, was geschieht, sondern unser Unbewusstes – das Gehirn geht seiner eigenen Wege. Denn während der Körper entspannt und die Muskeln erschlaffen, geht es im Gehirn hoch her: Abgeschottet von der Außenwelt feuern die Gehirnzellen ihre elektrischen Signale und kommunizieren miteinander. Sie tauschen Informationen aus, lassen neue Verknüpfungen wachsen und wandeln andere um. Der Mensch jedoch schläft.

Nadja Podbregar

9. Die innere Uhr - Was lässt uns ticken?

Zusammenfassung

Sie regelt unsere Temperatur, macht uns wach oder müde und beeinflusst unseren Hormonhaushalt: die innere Uhr. In allen lebenden Wesen sorgt dieser biologische Zeitmesser dafür, dass die vielen Abläufe im Körper mit sich und der Umwelt synchron laufen. Doch wo sitzt diese geheimnisvolle Uhr? Und woher weiß sie, welche Zeit es geschlagen hat? Schon seit Jahrhunderten sind Chronobiologen auf der Suche nach dem, was "uns ticken lässt". Doch erst heute, im Zeitalter der modernen Gentechnik, gelingt es ihnen, einen ersten Blick in den Mechanismus des biologischen Uhrwerks zu werfen.

Nadja Podbregar

10. Synästhesie - Das Geheimnis der „Farbenhörer“ und „Wörterschmecker“

Zusammenfassung

Für sie ist die Fünf gelb, sie sehen blau bei Klavierklängen oder schmecken Joghurt beim A: Synästheten erleben die Welt um sich herum nicht in säuberlich getrennten Sinneseindrücken, sondern als Gesamtkunstwerk. Zahlen, Buchstaben oder Klänge erwecken bei ihnen gleichzeitig auch Farben, Gerüche oder Geschmack. Lange Zeit galten sie als "Spinner", "überkandidelt" oder verrückt, doch heute weiß man, dass ihr Gehirn einfach anders arbeitet.

Nadja Podbregar

11. Über Geschmack lässt sich (nicht) streiten

Zusammenfassung

Ohne ihn würde das Essen keinen Spaß machen: den Geschmack. Erst die Sensoren in unserer Zunge und teilweise in der Nase sorgen dafür, dass sich die Aromen eines kunstvoll zubereiteten Menüs entfalten und uns einen Hochgenuss bescheren können. Aber obwohl der Geschmack einer der ursprünglichsten und grundlegenden Sinne des Menschen ist, sind längst noch nicht alle seiner Geheimnisse gelüftet.

Nadja Podbregar

12. Geruch - Von der Nase ins Gehirn

Zusammenfassung

Der Geruch ist einer unserer ursprünglichsten Sinne, kaum ein anderer Umwelteindruck weckt so unmittelbar Emotionen und Erinnerungen wie ein Geruch. Gerüche nähren Ängste und Hoffnungen, wecken die Fantasie, beschwören Bilder und Situationen herauf. Zwar läuft die bewusste Wahrnehmung viel häufiger über das Sehen und Hören ab, aber den direkten Draht zu unseren Gefühlen hat der Geruch. Es ist daher kein Zufall, dass auch bei der Partnerwahl der Duft des Anderen eine unmittelbare Rolle für unsere Wahl spielt: Wir müssen den Partner „gut riechen können“. Wie diese enge Verbindung von Geruch und Gehirn aber konkret aussieht, das ist bisher erst in Teilen erforscht.

Nadja Podbregar

13. Schönheit - Von Symmetrie, Kindchenschema und Proportionen

Zusammenfassung

Wäre Venus, die griechische Göttin der Schönheit heute noch Model- tauglich, oder müsste auch sie sich erst einer Radikal-Diät unterziehen, um Barbie-Maße zu erreichen? Das Schönheitsideal und die Mode haben sich im Laufe der Geschichte immer wieder geändert, so dass sich die Frage stellt: Gibt es überhaupt so etwas wie DIE Schönheit? Egal ob beim Menschen, in der Musik oder beim Betrachten einer Landschaft. Oder ist diese Geschmacksfrage immer subjektiv? Was auch immer als schön gilt – das Streben nach Perfektion begleitet die Menschheitsgeschichte. Aber warum wollen wir eigentlich möglichst attraktiv sein? Kein Wunder, dass sich längst die Wissenschaft mit dem Phänomen der Schönheit befasst …

Kerstin Fels

14. Alles mit links - Das Rätsel der Linkshändigkeit

Zusammenfassung

Welche Hand benutzen Sie zum Werfen eines Balls? Mit welcher putzen Sie sich die Zähne? Die Wahrscheinlichkeit, dass es ihre rechte Hand ist, ist hoch: Denn linkshändig sind nur zehn bis 15 Prozent aller Menschen und auch von diesen macht nur ein geringer Teil wirklich alles mit links. Was aber bestimmt unsere Händigkeit? Sind es die Gene? Hormone? Oder doch die Umwelt? Die Antwort darauf ist bis heute unklar. Umso mehr Hypothesen, Mythen und moderne Legenden ranken sich um die biologischen Hintergründe und vermeintlich charakteristischen Eigenschaften der "Lefties". Sie gelten als besonders kreativ und intelligent, aber auch als anfälliger für psychische Störungen, Krankheiten und tödliche Unfälle. Geniale Künstler und Wissenschaftler wie Leonardo da Vinci, Johann Wolfgang von Goethe, Ludwig van Beethoven oder Isaac Newton und Marie Curie waren Linkshänder, ebenso wie Napoleon Bonaparte, Bill Gates oder Mahatma Gandhi. Aber auch eher finstere Gestalten wie Billy the Kid und Jack the Ripper sollen alles mit links gemacht haben.

Nadja Podbregar

15. Schmerz - Alarmstufe Rot im Nervensystem

Zusammenfassung

Schmerz gehört zu den quälendsten Empfindungen des Menschen – und er kann jeden treffen. Ob als Folge eines verstauchten Knöchels oder drückender Kopfschmerz nach einem stressigen Tag, es gibt kaum jemanden, der dieses alles durchdringende Gefühl nicht kennt. Doch wie kommt es zustande? Und warum gibt es Schmerzen, die schnell vergehen, während andere einfach nicht aufhören wollen? Neurowissenschaftler und Schmerzforscher versuchen solche Fragen schon seit langem zu beantworten und stoßen dabei häufig an ihre Grenzen. Denn Schmerz ist eines der komplexesten vernetzten Systeme unseres Körpers. An seiner Entstehung und Verarbeitung sind nicht nur verschiedenste Nerven und Gehirnbereiche beteiligt, sondern auch unterschiedliche Botenstoffe, Proteine und sogar Gene. Erst aus ihrem Zusammenspiel entsteht unser Gefühl des "Wehtuns".

Nadja Podbregar

16. Migräne: Die Axt im Kopf

Zusammenfassung

Ob Charles Darwin, Vincent van Gogh, Claude Debussy oder Karl Marx – sie alle haben eine Gemeinsamkeit: Sie litten unter Migräne. Dieses Schicksal teilen heute mehr als zehn Prozent aller Menschen. Scheinbar aus heiterem Himmel ereilt sie mehr oder weniger regelmäßig die Migräneattacke. Plötzlich bricht der Schmerz herein, das Pochen und Hämmern im Kopf, die Übelkeit und die Lichtempfindlichkeit. Ein "Funktionieren" im Alltag ist dann kaum mehr möglich. Seit mehr als hundert Jahren fahnden Mediziner nach den Auslösern der Anfälle, vor allem aber nach den grundlegenden Ursachen dieser so geheimnisvollen Krankheit. Inzwischen gibt es gleich eine Handvoll Erklärungen und Befunde – wie diese aber zusammenpassen, ist bis heute nur teilweise verstanden.

Nadja Podbregar

17. Rätsel Hirnschwund - Auf der Suche nach den Ursachen von Alzheimer und Parkinson

Zusammenfassung

Die Menschen werden immer älter – und immer kränker. Denn mit steigender Lebenserwartung wächst auch die Häufigkeit typischer Alterskrankheiten. Alzheimer, Parkinson und andere Formen des Hirnschwunds nehmen immer weiter zu. Werden wir in Zukunft ein Volk von Dementen? Oder gelingt es uns, den Hirnschwund zu stoppen? Wer heute von Alzheimer oder Parkinson betroffen ist, ist unheilbar krank. Ihm bleibt nur die Hoffnung, dass es den Ärzten gelingt, zumindest das unbarmherzige Fortschreiten des Hirnabbaus zu bremsen. Denn gegen keine dieser neurologischen Krankheiten existiert bisher ein Heilmittel. Selbst die Ursachen sind in vielen Fällen noch nicht einmal restlos aufgeklärt. Klar ist nur: Es trifft vor allem die Älteren. In Sachen Grundlagenforschung sind neue Ansätze und Erkenntnisse immerhin vorhanden. Wie schnell jedoch aus diesen Erkenntnissen wirksame Therapien werden können, muss die Zukunft zeigen.

Nadja Podbregar

18. Zwischen Instinkt und Intelligenz: Wie klug sind Tiere?

Zusammenfassung

Sie lernen Sprechen, führen akrobatische Kunststücke aus, erkennen sich selbst im Spiegel oder retten Menschen aus Lebensgefahr – Wissenschaftler haben in den letzten Jahren bei den verschiedensten Tierarten erstaunliche Fähigkeiten entdeckt. Und dies nicht nur bei Menschenaffen oder Delfinen, die nach landläufiger Meinung ohnehin als "kluge" Tiere galten, sondern auch bei Vögeln, Tintenfischen und anderen scheinbar primitiven Gruppen.

Dieter Lohmann

Backmatter