Hirnforschung Blick auf die Funktion einzelner Areale - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Hirnforschung

Blick auf die Funktion einzelner Areale

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In mehr als 20 000 publizierten Studien mit fMRT und PET-Bildgebung wurden Millionen Hirnbilder und Aktivierungen gesammelt (Bild: Forschungszentrum Jülich)
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Forscher beschreiben einen neuen Ansatz, um die Funktionen von Hirnarealen zu verstehen – mit Hilfe von Metaanalysen: Dabei wird die Gesamtheit der Aktivitäten betrachtet, die in verschiedenen Studien einer Hirnregion zugeordnet werden kann.

Wie das Gehirn die beeindruckende Vielfalt unseres Denkens, Fühlens und Handelns hervorbringt, wird seit Jahren mit bildgebenden Verfahren wie der funktionellen Magnetresonanztomographie erforscht. Doch trotz mittlerweile zehntausender Studien dieser Art ist es schwierig geblieben, die genauen Funktionen von Hirnregionen zweifelsfrei zu identifizieren. Jülicher und Düsseldorfer Neurowissenschaftler schlagen nun einen neuen Ansatz vor, um die basalen „Kernfunktionen“ systematisch ans Licht zu bringen: Da zunehmend große Datenmengen aus zahlreichen neurowissenschaftlichen Studien zugänglich werden, könnten nun mit Metaanalysen neue Erkenntnisse gewonnen werden, die mit Einzelstudien nicht sichtbar werden.

Bisher liefern Einzelergebnisse kein klares Bild

Mit der in den 1990ern entwickelten funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) können Wissenschaftler die Gehirnaktivität eines Probanden verfolgen, während dieser im MRT-Scanner eine Aufgabe ausführt oder auf Reize reagiert. Bis heute ist das Verfahren in tausenden Studien eingesetzt worden, um den „Sitz“ der unterschiedlichsten Verhaltensfunktionen im Gehirn zu bestimmen. Zwar wurden auf diese Weise für Regionen wie etwa den Hippocampus zahlreiche unterschiedliche Funktionen beschrieben, in die die Region eingebunden zu sein scheint. Doch bis jetzt ergeben die vielen Einzelergebnisse kein klares Bild.

„Kernfunktionen“ der Areale enthüllen

Die Hirnforscher machen sich daher für den neuen Ansatz stark und empfehlen dabei im Kern eine Umkehrung der bisherigen Praxis: Statt mit vordefinierten Verhaltensfunktionen zu beginnen und diese Gehirnregionen zuzuordnen, würde zunächst eine anatomisch definierte Hirnregion ausgewählt. Auf Basis eines weitreichenden statistischen Screenings nach möglichen behavioralen Verbindungen, würde dann ein „behaviorales Profil“ gewonnen. Möglich wird ein solcher „bottom up“-Ansatz durch seit kurzem etablierte Datenbanken für neurowissenschaftliche Bildgebungsstudien, in denen die gewonnenen Daten aus tausenden Studien verfügbar gemacht werden und weiter analysiert werden können. Metaanalysen dieses Datenreichtums, argumentieren die Autoren, könnten „Kernfunktionen“ der Areale enthüllen, die in den einzelnen Studien nicht sichtbar werden.

Fehlenden Schlüssel finden

„Diese basalen operationalen Funktionen wären so etwas wie der fehlende Schlüssel zwischen den Beschreibungen und Konzepten, mit denen die Psychologie und andere Forschungsfelder menschliches Verhalten beschrieben haben, und den Ergebnissen von Neurowissenschaftlern, die das Gehirn nach seinen anatomischen Eigenschaften kartieren“, sagt Sarah Genon, die Erstautorin des Artikels, die am Forschungszentrum Jülich und Uniklinikum Düsseldorf forscht.

Die verschiedenen Ebenen der Hirnorganisation miteinander zu verknüpfen, ist eines der zentralen Ziele des Europäischen Human Brain Project, zu dem die Forscher beitragen.

https://doi.org/10.1016/j.tics.2018.01.010

www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2018/18–03–26-hbp_gehirn-funktion.html

https://blogs.fz-juelich.de/zweikommazwei/2018/03/26/hirnforschung-wir-wollen-das-gesamtbild-zeigen/

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