Asymmetrien des menschlichen Gehirns finden sich nicht beim Schimpansen

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen dem Aufbau des menschlichen Gehirns und der Fähigkeit des Menschen, sprechen zu können? Liefern die bekannten Asymmetrien von Hirnfurchen und Hirnwindungen bezüglich ihrer Größe und Lage beim Vergleich der rechten mit der linken Hemisphäre beim Menschen oder beim Vergleich mit der Situation bei Schimpansen tatsächlich belastbare Antworten? Seit mehr als 100 Jahren werden diese Hirnasymmetrien intensiv und kontrovers diskutiert, ohne dass eine Klärung ihrer funktionellen Bedeutung erreicht werden konnte (vgl. dazu Brandt 2000). Nicht zuletzt war es die Unterschiedlichkeit der methodischen Ansätze und die Nichtvergleichbarkeit ihrer Ergebnisse, welche die Bewertung von Hirnasymmetrien beim Menschen und Schimpansen erschwerten. Forscher um X. Li von der University of Edinburgh wollten diesen verwirrenden Zustand beenden, indem sie mit einer standardisierten und auf alle Primaten übertragbaren Methodik die Frage der Hirnasymmetrien und ihrer funktionellen Bedeutung erneut aufgriffen (Li et al. 2018).

Abb. 1: Innerartliche und zwischenartliche Asymmetrien der Hirnoberfläche des links-rechts positionierten Gehirns. 1. Reihe: linke Gehirnoberfläche von oben, 2. Reihe: linke Gehirnoberfläche von außen (lateral), 3. Reihe: linke Gehirnoberfläche von unten, 4.Reihe: linke Gehirnoberfläche von innen (paramedian). In den Spalten 1 und 4 sind die Regionen mit signifikanten zwischenartlichen Positionsasymmetrien bei Menschen und bei Schimpansen dargestellt, mit blauen Farben sind Linksabweichungen, mit rötlichen-gelben Farben Rechtsabweichungen dargestellt. Spalte 2 und Spalte 3 zeigen innerartliche regionale Unterschiede bei Menschen beim Vergleich der linken mit der rechten Gehirnoberfläche, die mit Hilfe unterschiedlicher statistischer Tests erstellt wurden. (Details siehe Li et al. 2018; Bild: NeuroscienceNews.com)

Die Forscher um X. Li nutzen digitalisierte 3D-Bilddaten von Gehirnen von 223 Menschen und von 70 Schimpansen, die mit spezialisierten Verfahren der Magnetresonanztomographie erstellt und mit mehreren statistischen Verfahren analysiert wurden. Die Ergebnisse waren in ihrer Deutlichkeit für die Forscher überraschend. Die bekannten Asymmetrien zwischen der rechten und linken Hirnoberfläche bei Menschen wurden bestätigt. Besonders auffällig waren dabei die Differenzen im Bereich des Frontallappens, des Temporallappens und des Okzipitallappens. Ebenso ließ sich als Besonderheit nachweisen, dass der linke vordere Temporallappen und Anteile der überlagernden linken temporalen Furche im Vergleich mit rechts mehr nach außen verlagert sind und die linke Sylvi‘sche Fissur eine verstärkte Rechtsdrehung gegenüber ihrem Verlauf rechts zeigt. Keine dieser bei beiden menschlichen Geschlechtern analog nachweisbaren morpho-geometrischen Asymmetrien der menschlichen Gehirnareale, die u. a. große Bedeutung für die Sprachfähigkeit und das Sprachverständnis haben, konnte bei Schimpansen in dieser Signifikanz nachgewiesen werden.

Einen geschlechtsspezifischen Unterschied bei Menschen fanden die Forscher im Bereich einer Oberflächenstruktur des Frontalhirns, die in unmittelbarer topographischer Nähe zur Riechbahn an der Schädelbasis verläuft.

Die gesamte räumliche Ausdehnung der Hirnhemisphären zeigt ebenfalls Unterschiede zwischen Menschen und Schimpansen. Während die beiden Hemisphären des Schimpansengehirns in jeder der drei Dimensionen des Raumes gleich groß sind, ist die linke Hemisphäre im menschlichen Gehirn länger und weniger hoch, aber gleich breit im Vergleich zur rechten.

Die Ergebnisse dieser Studie heben nach N. Roberts, Co-Autor der Studie, „... eine besondere, subtile Eigenschaft des menschlichen Gehirns hervor, die uns von unseren engsten Primaten-Cousins unterscheidet und die sich schnell entwickelt haben könnte“.

Völlig offen bleibt für die Autoren jedoch – das war auch nicht Ziel ihrer Arbeit – wie diese Unterschiede im Verlauf der Evolution des Menschen zustande gekommen sind.

Die Arbeit belegt eindrucksvoll und methodisch sicherer als vorangegangene Studien die großen morphologischen Unterschiede des Aufbaus und der Struktur der Großhirnrinde zwischen Menschen und Schimpansen, die nach Ansicht der Autoren im engem Zusammenhang mit dem einzigartigen menschlichen Vermögen stehen, sprechen zu können.

Das „Mehr“ an biologischem Detailwissen liefert aber nicht automatisch ein „Mehr“ an Verständnis für die hypothetische evolutionäre Rekonstruktion der Entstehung dieser Hirnstrukturen, ihrer Asymmetrien und der daran gekoppelten funktionellen Eigenschaften. Im Gegenteil, sie stellen eine solche Erklärung vor noch größere Rätsel.

H. Ullrich

[Brandt M (2000) Gehirn – Sprache – Artefakte. Studium Integrale. Neuhausen-Stuttgart • Li X, Crow TJ, Hopkins WD, Gong Q & Roberts NS (2018) Human torque is not present in chimpanzee brain. NeuroImage 165, 285–293, doi:10.1016/j.neuroimage.2017.10.017 • https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171115115011.htm (letzter Aufruf 10. 1. 2018)]