MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Frage, was den Menschen kognitiv von anderen Tieren unterscheidet, beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Art und Weise, wie unser Gehirn Informationen verarbeitet, eine entscheidende Rolle spielt.
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Die menschliche Fähigkeit zur Kognition ist unübertroffen. Kein anderes Lebewesen hat es geschafft, Sonden zu anderen Planeten zu schicken oder lebensrettende Impfstoffe zu entwickeln. Doch was genau macht unser Gehirn so besonders? Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Art der Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn eine Schlüsselrolle spielt.
Traditionell wurde das Gehirn als ein verteiltes System zur Informationsverarbeitung beschrieben, in dem verschiedene Regionen über neuronale Netzwerke miteinander verbunden sind. Diese Netzwerke ermöglichen den Austausch von Informationen durch ein System von Ein- und Ausgangssignalen. Doch dies ist nur ein Teil eines viel komplexeren Bildes.
Ein kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlichter Artikel zeigt, dass es nicht nur einen einzigen Typ der Informationsverarbeitung im Gehirn gibt. Die Art und Weise, wie Informationen verarbeitet werden, unterscheidet sich zwischen Menschen und anderen Primaten, was die überlegenen kognitiven Fähigkeiten unserer Spezies erklären könnte.
Durch die Anwendung von Konzepten aus der Informationstheorie konnten Forscher nachweisen, dass verschiedene Gehirnregionen unterschiedliche Strategien zur Interaktion miteinander verwenden. Einige Regionen tauschen Informationen auf eine sehr stereotype Weise aus, was eine zuverlässige Übertragung der Signale gewährleistet. Dies ist besonders in Bereichen wichtig, die für sensorische und motorische Funktionen zuständig sind.
Ein Beispiel hierfür ist die visuelle Verarbeitung: Unsere Augen senden Signale an das hintere Gehirn, wobei viele Informationen redundant sind. Diese Redundanz sorgt für Robustheit und Zuverlässigkeit, was es uns ermöglicht, auch mit nur einem Auge zu sehen. Doch nicht alle Informationen sind redundant. Die Kombination von Informationen beider Augen ermöglicht es dem Gehirn, Tiefe und Entfernung zu verarbeiten, was für das räumliche Sehen entscheidend ist.
Im Gegensatz dazu gibt es auch synergetische Informationsverarbeitung, bei der komplexe Signale aus verschiedenen Netzwerken integriert werden. Diese Form der Verarbeitung ist in Gehirnregionen verbreitet, die für komplexere kognitive Funktionen wie Aufmerksamkeit, Lernen und soziale Kognition verantwortlich sind. Diese Regionen sind flexibler und können sich an neue Erfahrungen anpassen, indem sie Informationen auf unterschiedliche Weise kombinieren.
Interessanterweise sind die Bereiche des Gehirns, in denen viel Synergie stattfindet, besonders gut mit dem Rest des Gehirns vernetzt und haben viele Synapsen, die die Kommunikation zwischen Nervenzellen ermöglichen. Diese Synergie könnte ein entscheidender Faktor sein, der uns von anderen Primaten unterscheidet.
Untersuchungen zeigen, dass synergetische Interaktionen im menschlichen Gehirn einen größeren Anteil am gesamten Informationsfluss haben als in den Gehirnen von Affen. Besonders im präfrontalen Kortex, der für fortgeschrittene kognitive Funktionen verantwortlich ist, ist die synergetische Verarbeitung bei Menschen stärker ausgeprägt. Diese Region hat sich im Laufe der Evolution erheblich vergrößert, was auf die Bedeutung der Synergie für unsere kognitiven Fähigkeiten hinweist.
Genetische Analysen zeigen, dass die Gehirnregionen, die mit synergetischer Informationsverarbeitung assoziiert sind, eher Gene exprimieren, die einzigartig menschlich sind und mit der Gehirnentwicklung und -funktion in Verbindung stehen. Dies deutet darauf hin, dass das zusätzliche Gehirngewebe, das durch die Evolution erworben wurde, hauptsächlich der Synergie gewidmet sein könnte.
Die Vorteile einer erhöhten Synergie könnten teilweise die zusätzlichen kognitiven Fähigkeiten unserer Spezies erklären. Diese Erkenntnisse fügen dem Puzzle der menschlichen Gehirnevolution ein wichtiges Stück hinzu und zeigen, wie unser Gehirn das Gleichgewicht zwischen Zuverlässigkeit und Informationsintegration meistert.
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