Die Alterung des Gehirns ist ein komplexer Prozess, der durch den Verlust von grauer Substanz in verschiedenen Regionen geprägt ist. Dieser Prozess ist ein natürliches Phänomen, das nicht nur beim Menschen, sondern auch bei unseren nächsten Verwandten, den Schimpansen, beobachtet wird. Jedoch zeigen die neuesten Forschungsergebnisse, dass beim Menschen insbesondere jene Hirnregionen von altersbedingten Veränderungen betroffen sind, die sich im Laufe der Evolution am stärksten weiterentwickelt haben. Diese Hirnregionen befinden sich vor allem im präfrontalen Cortex, welcher für höhere kognitive Funktionen wie die exekutive Kontrolle und das Arbeitsgedächtnis verantwortlich ist. Im Vergleich zum Schimpansen-Gehirn sind diese Bereiche beim Menschen deutlich vergrößert, was einen entscheidenden evolutionären Vorteil darstellt. Während beim Menschen der Abbau der grauen Substanz vor allem diese hochentwickelten Hirnareale betrifft, zeigt sich bei Schimpansen der Verlust eher in tieferliegenden Regionen wie dem Striatum, das für motorische Funktionen und das Belohnungssystem wichtig ist.
Diese Erkenntnisse über die unterschiedlichen Alterungsmuster im menschlichen und Schimpansen-Gehirn sind von großer Bedeutung, denn sie geben Aufschluss darüber, wie sich das menschliche Gehirn im Laufe der Evolution verändert und angepasst hat, um komplexere kognitive Fähigkeiten zu entwickeln. Gleichzeitig eröffnen sie neue Perspektiven für die Erforschung und Behandlung altersbedingter Hirnveränderungen beim Menschen. Die Forschenden hoffen, dass ihre Erkenntnisse den Weg für innovative diagnostische und therapeutische Ansätze ebnen werden, um die Auswirkungen des Alterns auf das menschliche Gehirn besser zu verstehen und möglicherweise sogar abmildern zu können. Durch ein vertieftes Verständnis der spezifischen Altersveränderungen in verschiedenen Hirnregionen könnten in Zukunft gezielter Präventions- und Behandlungsmaßnahmen entwickelt werden, um die kognitive Leistungsfähigkeit älterer Menschen zu erhalten oder sogar zu verbessern.
Die Ergebnisse dieser Studie versprechen neue Erkenntnisse darüber, wie sich das menschliche Gehirn im Laufe der Evolution entwickelt und verändert hat. Durch den Vergleich mit unseren nächsten Verwandten, den Schimpansen, können die Forschenden wertvolle Rückschlüsse auf die Mechanismen und Treiber der menschlichen Hirnentwicklung ziehen. Diese Einsichten können wiederum dazu beitragen, Alterungsprozesse und neurobiologische Erkrankungen beim Menschen besser zu verstehen und möglicherweise neue Ansätze für die Behandlung zu finden.
In der aktuellen Studie nutzten die Forschenden den weltweit größten Datensatz hochauflösender MRT-Scans von Schimpansen, der von der US-amerikanischen Forschungsinitiative National Chimpanzee Brain Resource (NCBR) bereitgestellt wurde. Zum Vergleich verwendeten sie humane MRT-Daten aus dem öffentlich zugänglichen IXI-Datensatz. Mithilfe einer innovativen Mustererkennungsmethode, der sogenannten Orthogonal Projective Non-negative Matrix Factorization (OPNMF), konnten die Gehirne beider Spezies in vergleichbare Regionen unterteilt und so Gemeinsamkeiten und Unterschiede in den Alterungsprozessen herausgearbeitet werden.
Literatur
Vickery, Sam, Patil, Kaustubh R., Dahnke, Robert, Hopkins, William D., Sherwood, Chet C., Caspers, Svenja, Eickhoff, Simon B. & Hoffstaedter, Felix (2024). The uniqueness of human vulnerability to brain aging in great ape evolution. Science Advances, 10, doi:10.1126/sciadv.ado2733.
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