Die verborgenen Falten des Gehirns wurden jahrzehntelang übersehen – dabei verraten sie, wie unterschiedlich Gehirne wirklich sind
Die großen Falten des menschlichen Gehirns sind seit über einem Jahrhundert kartiert. Doch es gibt eine zweite Schicht kleinerer, flacherer Falten, die die meisten bildgebenden Studien schlicht ignoriert haben – und eine neue Studie legt nahe, dass diese weit mehr Information tragen als bisher angenommen.
Die großen Falten der Großhirnrinde – die nach außen gewölbten Gyri und die nach innen verlaufenden Sulci – sind bei gesunden Erwachsenen weitgehend einheitlich ausgeprägt und wurden über Jahrzehnte hinweg umfassend beschrieben. Doch der Kortex besitzt eine zweite strukturelle Ebene: kleinere, flachere Falten, die nicht zuverlässig bei allen Menschen auftreten und in Standard-MRT-Aufnahmen aufgrund ihrer geringen Ausdehnung weitgehend unsichtbar geblieben sind.
Eine in eLife veröffentlichte Studie richtet den Blick genau auf diese sogenannten tertiären Falten, auch als kryptische Sulci bezeichnet. Die Forschenden analysierten hochauflösende Hirnscans mehrerer Probanden und stellten fest, dass Lage und Vorhandensein dieser kleinen Falten erheblich variieren – weit stärker als die großen, bekannten Falten der Hirnoberfläche. Diese Variation war jedoch nicht zufällig: Sie korrelierte mit funktionellen und anatomischen Eigenschaften des Kortex.
Was Falten über die innere Karte des Gehirns verraten
Die Großhirnrinde ist in Regionen mit unterschiedlichen Funktionen unterteilt, doch die Grenzen zwischen diesen Regionen sind an der Hirnoberfläche nicht ohne Weiteres erkennbar. Die Forschenden stellten fest, dass die verborgenen Falten häufig mit funktionellen Grenzen im Kortex zusammenfallen – also mit Stellen, an denen sich die Art der Informationsverarbeitung verändert. Das macht sie zu potenziell nützlichen anatomischen Markern für die individuelle Hirnorganisation.
Dieser Befund hat Konsequenzen für die Methodik der Neurowissenschaften. Werden Hirnscans über Gruppen von Menschen gemittelt, kann die individuelle Variation in der kortikalen Organisation bedeutsame Signale verschleiern. Ist diese Variation größer als bisher angenommen und konzentriert sich an den strukturellen Grenzen dieser oberflächennahen Falten, dann könnten gruppenbasierte Analysen systematisch relevante Informationen darüber verpassen, wie individuelle Gehirne aufgebaut sind.
Ein Fenster in die Gehirnalterung
Der Bezug zur Altersforschung ist indirekt, aber plausibel. Die kortikale Ausdünnung – die allmähliche Abnahme der Dicke der äußeren Hirnschicht mit dem Alter – ist ein etablierter Marker der Gehirnalterung, der in verschiedenen Regionen unterschiedlich schnell voranschreitet. Wenn verborgene Falten funktionell bedeutsame Grenzen markieren, könnte sich ihre Struktur oder Lage ebenfalls mit dem Alter oder in frühen Stadien neurodegenerativer Erkrankungen verändern und so möglicherweise als Frühindikator für Veränderungen dienen.
Vorerst ist die Studie vorwiegend deskriptiver Natur: Sie belegt, dass diese Falten mehr biologische Bedeutung tragen als bislang erkannt. Um zu klären, wie sich verborgene kortikale Strukturen mit der Zeit verändern und was diese Veränderungen für die Gehirngesundheit bedeuten, wären Längsschnittstudien erforderlich – also wiederholte Scans derselben Personen über mehrere Jahre hinweg.