Gespaltene Gehirne verbinden sich über alternative Routen wieder

Dein Gehirn ist in zwei Hemisphären unterteilt – eine linke und eine rechte. Da Menschen eine Dichotomie lieben, wird viel Aufhebens darüber gemacht, wie sich rechts und links unterscheiden (wobei eine schlechte linke Gehirnhälfte oft alsstumpf zuverlässiger heterosexueller Mann zum kreativen Genie der rechten Gehirnhälfte). Vieles davon ist übertrieben, aber es gibt eine gewisse Arbeitsteilung zwischen den beiden Hälften. Zum Beispiel ist Sprache typischerweise in der linken Gehirnhälfte zentriert. Außerdem hat jede Hälfte die Aufgabe, die gegenüberliegende Körperseite zu bedienen. Aber für die meisten von uns ist eine solche Lateralisierung keine große Sache, denn zwischen den Hemisphären verläuft ein handliches Faserbündel namens Corpus callosum, das es ihnen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Auch wenn Ihre (non-verbale) rechte Gehirnhälfte Ihre linke Hand kontrolliert, wenn Sie diese linke Hand versehentlich in eine klebrige Masse auf einem Bussitz legen, kommuniziert die rechte Gehirnhälfte die taktile Erfahrung der linken Hand an die linke Gehirnhälfte, sodass Sie verbale Kommentare abgeben können wie „brutto“ und „ewww“ ohne Probleme. Zusammenarbeit.


Profilansicht. Bild: Gray

Profilansicht. Bild: Grays Anatomie, über Wikipedia.

Aber nicht jeder hat ein voll funktionsfähiges Corpus callosum. Während des 20. Jahrhunderts trennten Ärzte die Struktur gelegentlich absichtlich als letztes Mittel zur Behandlung schwerer Epilepsie. Es war kein übliches Verfahren, aber die geringe Anzahl von „Split-Brain“-Patienten, die daraus hervorgingen, reichte aus, um eine Reihe faszinierender Studien zu starten. Vieles von dem, was wir über die Unterschiede zwischen den Funktionen der Gehirnhemisphäre wissen, stammt aus derSplit-Brain-Studien. In vielerlei Hinsicht waren Patienten mit Split-Brain-Operationen im Verhalten normal, aber in einigen Aspekten war klar, dass die beiden Hälften ihres Gehirns, einst aktive Kollaborateure, jetzt uneins waren. Eine der häufigsten Entdeckungen bei chirurgischen Split-Brain-Patienten war ein Phänomen, das als „Disconnection-Syndrom“ bezeichnet wird, bei dem die fehlende Kommunikation zwischen der rechten und linken Gehirnhälfte bestimmte Aufgaben erschwert. Probanden, die gebeten wurden, ein Objekt verbal zu identifizieren, das nur von der rechten Körperseite wahrgenommen wurde (d. h. nur mit der rechten Hand berührt und ohne hinzusehen), schnitten gut ab. Aber wenn sie nur über ihre linke Seite auf ein Objekt stießen, hatten sie Mühe, es zu benennen. Die rechte Gehirnhälfte hatte den sensorischen Input erhalten, aber da sie die rechte Gehirnhälfte war, war sie sprachlos. Inzwischen tappte die linke Gehirnhälfte zwar im Allgemeinen eher mit Worten, tappte aber im Dunkeln und hatte somit auch nichts beizutragen. Ähnliche Experimente mit anderen sensorischen Inputs unterstützten die gleiche Schlussfolgerung: Ohne ein Corpus Callosum können Menschen keine Informationen von einer Seite des Gehirns zur anderen übermitteln.


Abgesehen davon, na ja, manche können. Nicht jeder ohne ein funktionierendes Corpus callosum hatte es chirurgisch gespalten. Manche Menschen werden einfach ohne eine (oder mit einer drastisch unterentwickelten) geboren – eine seltene Erkrankung, die als Callosale Dysgenese (CD) bezeichnet wird. Im Gegensatz zu den chirurgischen Split-Brain-Patienten litten die CD-Patienten jedoch nicht an einem Diskonnektionssyndrom. Sie hatten es irgendwie geschafft, die Kommunikation zwischen ihren Gehirnhälften in Abwesenheit eines normalen Corpus Callosum aufrechtzuerhalten, eine Beobachtung, die Wissenschaftler in den kommenden Jahrzehnten rätseln würde. Jetzt glaubt eine Gruppe von Forschern, alternative Nervenbahnen gefunden zu haben, die es dem Gehirn von CD-Patienten ermöglichen, ihre missliche Lage zu umgehen.

Corpus callosum, das zwischen den beiden Hemisphären verläuft. Bild: Gray

Corpus callosum, das zwischen den beiden Hemisphären verläuft. Bild: Grays Anatomie über Wikipedia.

In einemlernenveröffentlicht inTagungsband der National Academy of Sciences (PNAS), verwendete das Team neuronale Bildgebungsverfahren, um sowohl die Struktur als auch die funktionelle Aktivität im Gehirn von CD-Patienten im Vergleich zu denen von Kontrollen ohne bekannte Hirnanomalien zu untersuchen. Ihre Ergebnisse zeigten vier bemerkenswerte strukturelle Unterschiede (von denen zwei bisher nicht berichtet wurden) in Form von anormalen Bündeln neuraler Fasern, die in den Gehirnen von CD-Individuen gefunden wurden, aber in der Kontrollgruppe fehlten, die die Parietallappen des Gehirns verbanden.* Da allein die Struktur nicht sagen, ob die Bündel tatsächlich etwas Nützliches tun, hat das Team auch die f-MRT-Bildgebung im Ruhezustand verwendet, um die Aktivitätsmuster in beiden Hemisphären des Gehirns zu untersuchen, und fand heraus, dass sich die Gehirne von CD-Patienten sehr ähnlich wie die der Kontrollen verhielten . Darüber hinaus wiesen CD-Patienten, bei denen die anomalen Gehirnstrukturen ausgeprägter waren, eine funktionelle Aktivität auf, die der der Kontrollgruppe am ähnlichsten war, was darauf hindeutet, dass die Bündel dabei halfen, die Erschlaffung des fehlenden Corpus callosum aufzufangen.

Die beobachteten strukturellen Unterschiede sind nicht besonders subtil. Nicht die Art vonkleine Veränderungen, die im erwachsenen Gehirn als Reaktion auf alle möglichen alltäglichen Reize ständig auftreten. Die Autoren glauben, dass die anomalen Bahnen, die bei CD-Patienten gefunden wurden, in utero angelegt wurden, als wachsende Axone noch umgeleitet werden konnten, um alternative Verbindungen aufzubauen. Für die chirurgischen Split-Brain-Patienten wäre es für eine solche Umstrukturierung zu spät gewesen, da ihre rechte und linke Hemisphäre dauerhaft entfremdet blieben.




* In den Parietallappen leben die taktilen Erkennungsfähigkeiten, daher der Fokus auf der sensorischen Eingabe von Berührung im Vergleich zu Sicht oder Ton.