Forscher entdecken neues Gedächtnisnetzwerk im Gehirn. Der menschliche mediale Temporallappen (MTL) ist für das Gedächtnis von entscheidender Bedeutung, unterscheidet sich jedoch stark von Person zu Person, was seine Untersuchung zu einer Herausforderung macht. Mithilfe eingehender Bildgebung von Individuen entdeckte eine aktuelle Studie ein neokortikales Netzwerk, das mit dem medialen Temporallappen verbunden ist, und enthüllte den tiefgreifenden Inhalt und die potenzielle evolutionäre Entwicklung des menschlichen Gedächtnisses.
Der mediale Temporallappen (MTL) ist der Sitz des menschlichen Gedächtnissystems. Im Großen und Ganzen umfasst es den Hippocampus, den parahippocampalen Kortex, den periumbilikalen Kortex und den medialen Kortex.
„Eine der Herausforderungen bei der Untersuchung des MTL besteht darin, dass es große interindividuelle Unterschiede in der Anatomie aufweist. Daher wurden in früheren Studien Gruppendurchschnittsdaten verwendet, wodurch die anatomischen Details zwischen verschiedenen Unterregionen des menschlichen MTL, die sehr nahe beieinander liegen, verwischt wurden. Es ist, als würde man 1.000 verschiedene Gesichter zusammennehmen, um die Gesichtsstruktur zu untersuchen. Wir erhalten die wichtigen Organisationsprinzipien eines Gesichts – die Position der Augen und der Nase, die Position des Mundes –, aber wir verlieren völlig das Besondere Details“, erklärt Daniel Reznik vom MPICBS, Erstautor der Studie.
Ihm zufolge besteht eine weitere Herausforderung bei der Untersuchung menschlicher MTL darin, dass diese Gehirnregion stark von anfälligen Artefakten betroffen ist, sodass die Fähigkeit, qualitativ hochwertige Signale aus dieser Gehirnregion zu erhalten, sehr begrenzt ist. In der aktuellen Studie gingen die Wissenschaftler auf diese Herausforderungen bei der MTL-Bildgebung ein und untersuchten schließlich die verteilte kortikale Anatomie, die mit verschiedenen Unterregionen des menschlichen Temporallappens verbunden ist.
„Anstatt Daten von vielen verschiedenen Personen zu sammeln, haben wir also eine große Anzahl von Daten von derselben Person gesammelt, was die anatomische Präzision unserer Studie erheblich verbessert hat. Wir haben unsere Fachkenntnisse in Hochfeldbildgebung, Neuroanatomie und kognitiven Neurowissenschaften kombiniert, um die Anatomie des Temporallappens im Detail zu untersuchen. Dadurch konnten wir kortikale Netzwerke identifizieren, die mit dem medialen Temporallappen des Menschen verbunden sind und in früheren Studien zum menschlichen Gedächtnis unbekannt waren.“ Daniel-Reznik kommt zu dem Schluss und fügt hinzu: „Ähnliche kortikale Netzwerke gibt es bei Tieren, und die vielleicht aufregendste Erkenntnis ist, dass wir im Vergleich zu nichtmenschlichen Primaten jetzt Beweise dafür haben, dass im menschlichen Gedächtnissystem neue kortikale Pfade existieren könnten.“
Christian Doeller, Leiter der Abteilung für Psychologie am MPICBS, fügte hinzu: „Diese neuen Erkenntnisse sind wichtig, da selbst nach vielen Jahren der Forschung zum menschlichen Gedächtnis niemand wirklich wusste, wie Bereiche im MTL mit dem Rest des menschlichen Gehirns verbunden sind. Wir sind besonders an Verbindungen im medialen Kortex interessiert, da hier die früheste Gehirnregion liegt, die von der Alzheimer-Krankheit betroffen ist.“ Unsere Ergebnisse identifizieren anatomische Einschränkungen bei der Funktionsweise der menschlichen Gedächtnisfunktion und haben Auswirkungen auf die Untersuchung der evolutionären Entwicklung des zeitlichen Lappenkreisläufe bei verschiedenen Arten. Beispielsweise zeigen Daten von nichtmenschlichen Primaten nur geringe Verbindungen zwischen dem medialen und frontalen Kortex – im Gegensatz dazu stellten wir fest, dass diese Verbindungen beim Menschen ausgeprägter sind.“
Daniel-Reznik fügte hinzu: „Da eines der Netzwerke, die mit dem menschlichen medialen Kortex verbunden sind, auch an der sozialen Verarbeitung beteiligt ist, vermuten wir, dass es sich um ein evolutionär junges Netzwerk handelt, das sich möglicherweise nach einer weitreichenden Expansion des menschlichen Kortex entwickelt hat.“