Das Gehirn hat im Laufe seiner Entwicklung einige bemerkenswerte Veränderungen erfahren. Die primitivsten Gehirne sind kaum mehr als Ansammlungen von Zellen, die an der Vorderseite eines Organismus zusammengeballt sind. Diese Zellen verarbeiten Informationen, die sie von Sinnesorganen erhalten, die sich ebenfalls am Kopf befinden.

Der Mensch hat von allen Lebewesen das größte Gehirn im Verhältnis zu seiner Körpergröße.

Im Laufe der Zeit haben sich die Gehirne weiterentwickelt. Die Gehirne von Wirbeltieren haben sich sowohl in ihrer Größe als auch in ihrer Ausgereiftheit weiterentwickelt. Der Mensch hat von allen Lebewesen das größte Gehirn im Verhältnis zu seiner Körpergröße, aber auch das komplexeste. Verschiedene Regionen des Gehirns haben sich mit besonderen Strukturen und Funktionen spezialisiert. So ist beispielsweise das Kleinhirn an Bewegung und Koordination beteiligt, während die Großhirnrinde für Gedächtnis, Sprache und Bewusstsein zuständig ist.

Verhalten kann den Erfolg einer Spezies beeinflussen und wurde daher von der Evolution geformt.

Indem die Forscher verstehen, wie sich das menschliche Gehirn entwickelt hat, hoffen sie, die biologische Grundlage für die Verhaltensweisen zu finden, die den Menschen von anderen Tieren unterscheiden. Das Verhalten kann den Erfolg einer Spezies beeinflussen, so dass man davon ausgehen kann, dass das menschliche Verhalten von der Evolution geprägt wurde. Das Verständnis der Biologie des Gehirns könnte auch Aufschluss über viele Krankheiten geben, die mit dem menschlichen Verhalten zusammenhängen, wie Depression, Autismus und Schizophrenie.

Gehirngröße und Intelligenz

Das menschliche Gehirn ist etwa viermal größer als das eines Schimpansen und etwa 15mal größer als das einer Maus.

Wenn man ein Mäusegehirn, ein Schimpansengehirn und ein menschliches Gehirn nebeneinander legt und vergleicht, scheint es offensichtlich, warum die Arten unterschiedliche intellektuelle Fähigkeiten haben. Das menschliche Gehirn ist etwa viermal so groß wie das von Schimpansen und etwa 15-mal so groß wie das von Mäusen. Selbst wenn man die Unterschiede in der Körpergröße berücksichtigt, haben Menschen ungewöhnlich große Gehirne.

Größer ist nicht immer besser

Aber die Größe ist nicht alles. Studien haben gezeigt, dass es keinen besonders starken Zusammenhang zwischen Gehirngröße und Intelligenz beim Menschen gibt. Das wird noch deutlicher, wenn wir das menschliche Gehirn mit dem des Neandertalers vergleichen. Da es heute keine Neandertalergehirne mehr gibt, müssen Wissenschaftler das Innere fossiler Schädel untersuchen, um zu verstehen, welche Gehirne darin steckten. Das Neandertaler-Gehirn war genauso groß wie unseres, wahrscheinlich sogar größer.

Die Schädel moderner Menschen sind zwar im Allgemeinen größer als die unserer früheren Vorfahren, aber sie haben auch eine andere Form. Dies deutet darauf hin, dass die Form des modernen Gehirns weniger fest ist als die der früheren Menschen und im Laufe des Lebens durch Umwelt- oder genetische Faktoren beeinflusst werden kann (dies nennt man Plastizität).

Es gibt einige interessante Unterschiede, wenn wir das Muster des Gehirnwachstums bei Menschen und Schimpansen, unseren nächsten lebenden Verwandten, vergleichen. Beide Gehirne wachsen in den ersten Jahren gleichmäßig, aber die Form des menschlichen Gehirns verändert sich im ersten Lebensjahr erheblich. Während dieses Zeitraums nimmt das sich entwickelnde Gehirn Informationen aus seiner Umgebung auf, so dass die Außenwelt die Möglichkeit hat, die wachsenden neuronalen Schaltkreise zu formen.

Eine Analyse des Schädels eines Neandertalerkindes hat gezeigt, dass seine Wachstumsmuster denen des Schimpansen ähnlicher waren als denen des modernen Menschen. Dies deutet darauf hin, dass die Gehirne von modernen Menschen und Neandertalern im Erwachsenenalter zwar eine ähnliche Größe erreichten, dies aber durch unterschiedliche Wachstumsmuster in verschiedenen Gehirnregionen zustande kam.

Ein wichtiger Faktor für die Größe des menschlichen Gehirns ist der Beckengürtel, der (bei Frauen) mit den Anforderungen der Geburt eines Babys mit großem Kopf fertig werden muss. Der Mensch hat sich so entwickelt, dass er den Zeitraum, in dem das Gehirn wächst, auf die Zeit nach der Geburt ausdehnt. Dieser subtile Unterschied in der frühen Entwicklung könnte große Auswirkungen auf unser Überleben gehabt haben.

Sprache und Gehirnentwicklung

Die Sprache ist wahrscheinlich das wichtigste Merkmal, das uns von anderen Tieren unterscheidet. Dank unserer ausgefeilten Sprachkenntnisse können wir Informationen schnell und effizient an andere Mitglieder unserer Spezies weitergeben. Wir können unser Handeln koordinieren und Aktionen planen, was zu Beginn unserer Evolution ein großer Vorteil gewesen wäre.

Um zu verstehen, was jemand sagt, müssen wir seine Sprache wahrnehmen und diese Informationen an das Gehirn weiterleiten.

Sprache ist komplex, und wir beginnen gerade erst, ihre verschiedenen Bestandteile zu verstehen. Wir müssen zum Beispiel die sensorischen Aspekte der Sprache berücksichtigen. Um zu verstehen, was jemand sagt, müssen wir seine Sprache wahrnehmen und diese Informationen an das Gehirn weiterleiten. Das Gehirn muss diese Signale dann verarbeiten, um ihnen einen Sinn zu geben. Teile unseres Gehirns müssen sich mit Syntax (wie die Reihenfolge der Wörter die Bedeutung beeinflusst) und Semantik (was die Wörter tatsächlich bedeuten) befassen.

Das Gedächtnis ist ebenfalls sehr wichtig, da wir uns die Bedeutung der Wörter merken müssen. Dann gibt es noch das gesamte Vokalisationssystem, das daran beteiligt ist, herauszufinden, was wir sagen wollen, und sicherzustellen, dass wir es klar und deutlich sagen, indem wir die Muskeln koordinieren, um die richtigen Geräusche zu machen.

Einige Vögel sind begabte Nachahmer, aber man könnte sich nicht einmal mit einem Mynah-Vogel unterhalten!

Das Studium der Sprache durch den Vergleich verschiedener Arten ist schwierig, weil keine anderen Tiere an unsere Sprachfähigkeiten herankommen. Einige Vögel sind begabte Imitatoren, aber mit einem Mynah-Vogel könnte man sich nicht unterhalten! Selbst wenn unsere nächsten Verwandten, die Schimpansen, in menschlichen Familien aufwachsen, erwerben sie keine verbalen Sprachkenntnisse. Obwohl Schimpansen lernen können, unsere Sprache zu verstehen und „grafische“ Symbole zu verwenden, zeigen sie wenig Neigung, etwas anderes als grundlegende Informationen zu kommunizieren, z. B. Bitten um Nahrung. Menschen hingegen scheinen zwanghaft zu kommunizieren.

Ein Master-Gen für Sprache?

Die vielleicht größte Einsicht in die Evolution der Sprache hat die Arbeit am FOXP2-Gen gebracht. Dieses Gen spielt eine Schlüsselrolle bei der Sprache und der Vokalisation und ermöglicht es uns, die Veränderungen zu erforschen, die der Evolution der komplexen Sprache zugrunde liegen.

Das FOXP2-Gen wurde erstmals 2001 von Simon Fisher, Anthony Monaco und Kollegen an der Universität Oxford entdeckt. Sie stießen auf das Gen bei der Untersuchung von DNA-Proben einer Familie mit ausgeprägten Sprech- und Sprachschwierigkeiten. Etwa 15 Mitglieder der Familie, die sich über drei Generationen erstreckten, waren in der Lage, gesprochene Wörter perfekt zu verstehen, hatten aber Schwierigkeiten, Wörter aneinander zu reihen, um eine Antwort zu formulieren. Das Muster, nach dem dieser Zustand vererbt wurde, deutete darauf hin, dass es sich um einen dominanten Einzelgenzustand handelte (eine Kopie des veränderten Gens reichte aus, um die gesamten Sprachfähigkeiten zu stören). Die Forscher identifizierten den Bereich des Genoms, der wahrscheinlich das betroffene Gen enthält, waren aber nicht in der Lage, die spezifische Genmutation in dieser Region zu identifizieren.

Dann hatten sie einen Glücksfall in Form eines anderen, nicht verwandten Kindes mit sehr ähnlichen Symptomen. Bei der Untersuchung der DNA dieses Kindes stellten sie eine Chromosomenumlagerung fest, die ein Gen in der DNA-Region durchtrennte, in der sie das mutierte Gen vermuteten. Bei diesem Gen handelte es sich um FOXP2. Nach der Sequenzierung des FOXP2-Gens in der Familie fanden sie eine spezifische Mutation in dem Gen, die alle betroffenen Familienmitglieder aufwiesen. Dies bestätigte die Bedeutung von FOXP2 für die menschliche Sprache.

Mutationen im FOXP2-Gen beeinträchtigen den Teil des Gehirns, der für die Sprachentwicklung verantwortlich ist.

Simon und seine Kollegen charakterisierten FOXP2 als „Master-Controller“, der die Aktivität vieler verschiedener Gene in mehreren Bereichen des Gehirns reguliert. Eine Schlüsselrolle spielt es beim Wachstum von Nervenzellen und den Verbindungen, die sie während des Lernens und der Entwicklung mit anderen Nervenzellen eingehen. Mutationen im FOXP2-Gen beeinträchtigen den Teil des Gehirns, der für die Sprachentwicklung verantwortlich ist, was zu den Sprachproblemen in dieser Familie führt.

Die Evolution von FOXP2

Das FOXP2-Gen ist zwischen den Arten sehr konserviert. Das bedeutet, dass das Gen eine sehr ähnliche DNA-Sequenz in verschiedenen Spezies hat, was darauf hindeutet, dass es sich im Laufe der Zeit nicht viel weiterentwickelt hat. Das FOXP2-Protein der Maus unterscheidet sich nur um drei Aminosäuren von der menschlichen Version. Die Schimpansenversion unterscheidet sich nur um zwei Aminosäuren von der menschlichen Version. Diese beiden Veränderungen der Aminosäuren könnten Schlüsselschritte in der Evolution der Sprache beim Menschen sein.

Welchen Unterschied machen diese kleinen Änderungen in der Sequenz für die Funktionalität des FOXP2-Proteins aus? Studien mit Mäusen zeigen, dass die Änderung der Mausversion des FOXP2-Gens in der gleichen Sequenz wie die menschliche Version nur subtile Auswirkungen hat. Bemerkenswerterweise sind die daraus resultierenden Mäusewelpen im Wesentlichen normal, zeigen aber subtile Veränderungen in der Häufigkeit ihrer hohen Vokalisationen. Sie zeigen auch ausgeprägte Veränderungen der Verdrahtung in bestimmten Teilen ihres Gehirns.

Aus diesen Studien haben die Wissenschaftler geschlossen, dass FOXP2 an der Fähigkeit des Gehirns beteiligt ist, Bewegungsabläufe zu lernen. Beim Menschen hat sich dies in den komplexen Muskelbewegungen niedergeschlagen, die erforderlich sind, um die Laute für die Sprache zu erzeugen, während es bei anderen Spezies möglicherweise eine andere Rolle spielt, indem es andere Bewegungen koordiniert.

FOXP2 reguliert viele andere Gene im Körper, und die Evolution scheint eine Untergruppe davon ebenfalls begünstigt zu haben, insbesondere bei Europäern. FOXP2-regulierte Gene sind nicht nur für die Entwicklung des Gehirns wichtig, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der menschlichen Fortpflanzung und Immunität.

FOXP2 und die Neandertaler

Neandertaler besaßen möglicherweise eine gewisse Sprach- und Kommunikationsfähigkeit.

Neandertaler wurden im Allgemeinen als eine große, brutale Spezies mit geringer oder keiner intellektuellen, sozialen oder kulturellen Entwicklung charakterisiert. Die Tatsache, dass sie dasselbe FOXP2-Gen hatten wie der moderne Mensch, deutet jedoch darauf hin, dass die Neandertaler möglicherweise über eine gewisse Sprach- und Kommunikationsfähigkeit verfügten.

Verschiedene Beweismittel haben dazu beigetragen, ein Bild davon zu zeichnen, wie die Neandertaler gelebt und kommuniziert haben könnten. Archäologische Funde deuten darauf hin, dass sie wahrscheinlich in kleinen Gruppen lebten und aufgrund ihres hohen Energiebedarfs die meiste Zeit mit der Jagd verbrachten.

Es ist unwahrscheinlich, dass Neandertaler soziale Gruppen gebildet haben, die durch effektive Kommunikation miteinander verbunden waren. Das liegt wahrscheinlich daran, dass ihnen die wichtigsten geistigen Fähigkeiten fehlten, die für die Bildung und Aufrechterhaltung sozialer Gruppen erforderlich sind. Rekursives Denken (Denken über Denken), Theory of Mind (Einschätzen, was im Kopf eines anderen vor sich geht) und Hemmung impulsiver Reaktionen (die Fähigkeit, Impulse zu kontrollieren) sind allesamt wichtige Elemente für erfolgreiche soziale Interaktionen. Interessanterweise können Hirnverletzungen und Entwicklungsstörungen wie Autismus diese Fähigkeiten und sozialen Fertigkeiten beim Menschen beeinträchtigen.

Dies deutet darauf hin, dass das Gehirn des Neandertalers möglicherweise nicht für eine effektive Kommunikation und diplomatische Fähigkeiten ausgelegt war. Mit ihnen wäre es extrem schwierig gewesen, auszukommen! Das Gehirn des Neandertalers war wahrscheinlich besser an die Maximierung seiner visuellen Fähigkeiten angepasst. Sie hätten ihre übergroßen Augen und großen Gehirne zum Überleben und Jagen in den lichtärmeren Gebieten Europas eingesetzt. Dadurch stand im Gehirn nur wenig Platz für die Entwicklung der Systeme zur Verfügung, die für Kommunikation und soziale Interaktionen erforderlich sind. Ihre kleineren sozialen Hirnregionen könnten sie jedoch in die Lage versetzt haben, kleinere soziale Netzwerke aufzubauen, was ihre Überlebenschancen in der rauen europäischen Umgebung verbessert haben könnte.

Diese Seite wurde zuletzt am 20.06.2019 aktualisiert