Neurologie

Die Gehirne von Mädchen reorganisieren früher, können ihre schnellere Reife erklären

Wenn wir älter werden, organisieren sich unsere Gehirne neu und beschneiden und straffen Nervenfaserverbindungen, um die gesamte Netzwerkkonnektivität zu reduzieren und selektiv Fernverbindungen zu erhalten, die für die Informationsintegration entscheidend sind.

Jetzt hat ein Team, das von der Newcastle University in Großbritannien geleitet wird, herausgefunden, dass diese Gehirnbereinigung früher bei Mädchen beginnt, was darauf hindeutet, dass es erklären könnte, warum sie vor Jungen in ihren Teenagerjahren reifen.

Die Forscher schlagen auch vor, dass diese schrittweise, selektive Reduktion von Verbindungen der Grund dafür sein könnte, dass sich die Gehirnfunktion nicht verschlechtert - sie verbessert sich sogar - während des Netzwerk-Beschneidens.

Einer der Studienleiter, Dr. Marcus Kaiser, Leser in Neuroinformatik in Newcastle, sagt:

"Fernverbindungen sind schwer herzustellen und zu warten, sind aber entscheidend für eine schnelle und effiziente Verarbeitung."

Fernverbindungen bringen neue Informationen

Um den Wert der Fernverbindung zu erklären, verwendet Dr. Kaiser die Idee der sozialen Netzwerke:

"Wenn Sie an ein soziales Netzwerk denken, könnten Ihnen Freunde in der Nähe sehr ähnliche Informationen geben - Sie könnten dieselben Nachrichten von verschiedenen Personen hören. Menschen aus verschiedenen Städten oder Ländern geben Ihnen eher neue Informationen."

"Auf die gleiche Weise könnte ein Informationsfluss innerhalb eines Gehirnmoduls redundant sein, während Informationen von anderen Modulen, beispielsweise die Integration der optischen Information über ein Gesicht mit der akustischen Information einer Stimme, entscheidend sind, um die Außenwelt zu verstehen."

Abkürzungen zur Verknüpfung von Verarbeitungsmodulen erhalten


Forscher sagen, dass sie herausgefunden haben, dass die Gehirnstromlinien früher bei Mädchen beginnen und möglicherweise erklären, warum sie vor Jungen in ihren Teenagerjahren reifen.

Für ihre Studie haben Forscher an den Universitäten in Newcastle, Glasgow und Seoul Gehirnscans von 121 gesunden Personen im Alter zwischen 4 und 40 Jahren ausgewertet. Sie haben diese Altersgruppe ausgewählt, weil dies die Jahre sind, in denen der Hauptschnitt von Verbindungen stattfindet.

Die Scans wurden mit einer hochempfindlichen Form der Magnetresonanztomographie (MRT) durchgeführt, die als Diffusion Tensor Imaging (DTI) bekannt ist und Wasser entlang der Nervenfasern verfolgt.

Die DTI-Scans zeigten, dass der Altersbereich von 4 bis 40 tatsächlich eine Periode war, in der das Gehirn damit beschäftigt war, Fasern zu beschneiden.

Die Forscher fanden jedoch heraus, dass im Fall von weitreichenden Verbindungen - Projektionen genannt - selektive Beschneidung stattfand, und einige Arten wurden stärker beschnitten als andere.

Die Projektionen, die tendenziell bevorzugt erhalten wurden, waren Abkürzungen, die verschiedene Verarbeitungsmodule verbinden und eine schnelle Informationsübertragung und synchrone Verarbeitung ermöglichen. Beispiele umfassen Verbindungen zwischen Bild- und Tonmodulen.

Die Forscher sagen, Veränderungen in diesen Verbindungen wurden mit Entwicklungsstörungen des Gehirns, wie Epilepsie, Autismus und Schizophrenie in Verbindung gebracht.

Die Analogie zum sozialen Netzwerk dient auch dazu zu erklären, warum die Reduzierung einiger Projektionen im Gehirn hilft, sich auf wesentliche Informationen zu konzentrieren. Zum Beispiel, wenn Sie verloren sind und Ihren Weg finden müssen, anstatt mit vielen Leuten zufällig zu sprechen, ist es am besten, mit einigen wenigen zu sprechen, die eine Weile in der Nachbarschaft waren.

Die erste Studie, die den Verlust der weißen Substanz zeigt, ist hochselektiv

Mit dieser Studie haben die Forscher zum ersten Mal gezeigt, dass der Verlust von weißen Substanzfasern zwischen Hirnregionen ein hochselektiver Prozess ist, den sie als bevorzugte Ablösung bezeichnen.

Sie fanden heraus, dass die Gehirnverbindungen zwischen entfernten Regionen, zwischen den Hemisphären und zwischen den Verarbeitungsmodulen während der Reifung des Gehirns weniger als erwartet reduziert wurden. Daraus kann man schließen, dass das Gehirn ein stabiles Netzwerk bei seiner Reifung aufrechterhält.

Die Studie, die Teil des Human Green Brain Projekts ist, das die Entwicklung des menschlichen Gehirns untersucht, wurde vom British Engineering and Physical Sciences Forschungsrat (EPSRC) finanziert.

Unterdessen veröffentlichte ein anderes Team in den USA kürzlich eine Studie in den Proceedings der National Academy of Sciences, die auffallende Unterschiede in der Gehirnverkabelung zwischen Männern und Frauen zeigte.

In dieser Studie verwendeten Forscher an der Universität von Pennsylvania auch DTI, um zu enthüllen, dass in einer Gehirnregion Frauen mehr Verbindungen zwischen der linken und der rechten Hemisphäre und Männer innerhalb von Hemisphären haben, während in einer anderen Gehirnregion das Muster umgekehrt ist.

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