Neurowissenschaft:Nicht die ganze Geschichte der Hirnexpansion

Für die Autoren der neuen Studien ist deshalb klar, dass sie einen, vielleicht sogar den Motor der menschlichen Intelligenz gefunden haben. Doch das sehen nicht alle Fachleute so. "Keine der bisher erschienenen drei Studien hat die Expansion direkt gezeigt", sagt Huttner, der selbst Verfasser einer der Studien war. Der Neuroforscher bezweifelt auch aus anderen Gründen, dass Notch2nl bereits die ganze Geschichte der Hirnexpansion erzählt. "Wir haben vor drei Jahren in Science ein Gen beschrieben, das womöglich spannender ist und vielleicht sogar bedeutender", sagt der Neurowissenschaftler.

Gemeinsam mit Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig konnte sein Team die Funktion eines Gens mit dem unaussprechlichen Namen ARHGAP11B in Vorläufern von Nervenzellen aufklären. Auf Mäuse übertragen zeigt die Erbanlage nicht nur, dass sie die Bildung und Erneuerung neuronaler Stammzellen vorantreibt. Sie leitet auch die Faltung der Großhirnrinde ein und damit einen weiteren zentralen Prozess der Vergrößerung des menschlichen Gehirns, der in Mäusen normalerweise nicht stattfindet.

Es ist also nicht ganz so einfach, wie es die zwei aktuellen Studien auf den ersten Blick erscheinen lassen. Wichtig wird sein, die erblichen Besonderheiten des Menschen im Zusammenspiel zu betrachten. Minibrains, wie sie auch Haussler verwendete, könnten dafür entscheidend sein. "Die Organoide bieten großartige Möglichkeiten", sagt Huttner. So lassen sich mithilfe der modernen Genschere Crispr-Cas zahlreiche Gene ausschalten, einfügen oder direkt verändern. Fest steht allerdings auch, dass die enorme Größe des menschlichen Gehirns zwar ein entscheidendes Fundament für seine Intelligenz darstellt. Die drei jüngsten Studien liefern deshalb wichtige Einblicke in die Evolution dieser zentralen Eigenschaft. Klar ist jedoch auch, dass Größe allein nicht alles bedeutet, selbst in Bezug auf das menschliche Hirn.

Minigehirne aus menschlichen Stammzellen

"Die Größe setzt einen Rahmen", erklärt Huttner. So gibt es genetische Defekte, die zu einer starken Verkleinerung von Schädel und Gehirn führen. Der Denkapparat ist dann ungefähr so groß wie der eines Schimpansen, die Betreffenden haben eingeschränkte geistige Fähigkeiten. Dennoch: "Obwohl sie nur ein Gehirn von der Größe eines Schimpansenhirns haben, sind diese Menschen deutlich intelligenter als die Affen", sagt Huttner.

Einblicke in weitere entscheidende Faktoren der menschlichen Hirnentwicklung könnten Studien zum Gehirn von Neandertalern bieten. In Leipzig arbeitet ein Team des Paläogenetikers Pääbo derzeit an einer Art Auferstehung des Denkapparates dieser ausgestorbenen Homo-Spezies, die bereits ein genauso großes Hirn besaß wie der Mensch. Die Gruppe um Gray Camp züchtet dazu wiederum Minigehirne aus menschlichen Stammzellen. In diesen Zellen werden jedoch drei Gene so verändert, dass sie den Erbgutinformationen der ausgestorbenen Neandertaler entsprechen.

Dass eine solche Neandertalisierung von zeitgenössischen Zellen möglich ist, baut auf Pääbos frühere Arbeiten auf. Dem Schweden war es gelungen, aus den fossilen Überresten der vor rund 40 000 Jahren ausgestorbenen Neandertaler eine grobe Erbgutsequenz zu ermitteln. Damit ist eine Grundlage dafür geschaffen, zahlreiche genetische und letztlich auch physiologische Unterschiede zwischen den Spezies der Gattung Homo zu ermitteln. Im Grunde erlauben es die veränderten Minihirne, der Evolution live zuzusehen.

Wie der britische Guardian berichtete, wollen Pääbo und Camp die neandertalisierten Organoide über neun Monate hinweg im Labor wachsen lassen. Was etwas gruselig klingen mag, immerhin wächst im gleichen Zeitraum ein vollständiger Mensch im Mutterleib heran. Aber die Minihirne werden in dieser langen Zeit kaum größer als sechs Millimeter, weil ihnen das natürliche Versorgungssystem durch Blutgefäße fehlt. Genau genommen handelt es sich um schwimmende kleine Gewebehäufchen. Dennoch spiegeln sie einige der wichtigsten Entwicklungsschritte in der frühen Hirnentwicklung - und können somit Hinweise darauf geben, ob die untersuchten Gene einen Unterschied zwischen Mensch und Neandertaler ausmachten. Zum Beispiel, in dem sich die Stammzellen schneller oder langsamer zu Neuronen entwickeln oder sich anders organisieren.

Von einem begehbaren Neandertaler-Gehirn ist man damit natürlich noch weit entfernt. Aber bis dahin lohnt gewiss ein Gang durch Charly Körbels Denkapparat. Nicht zuerst, weil er ein Ausnahmefußballer ist - sondern weil das Gehirn des Menschen eine so große Ausnahme bleibt.

© SZ vom 01.06.2018/fehu
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