Hirnfaltung: Streit um Papierkügelchen-Prinzip

24. Februar 2016
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Forscher haben gezeigt, nach welchen mathematischen Gesetzmäßigkeiten die Hirnrinde gefaltet ist. Ihre Berechnungen sehen sie als Beleg dafür, dass die Faltung einer fraktalen Form entspricht – vergleichbar mit geknülltem Papier. Dem widerspricht nun der Wissenschaftler Marc de Lussanet.

Zerknülltes Papier und Romanesco-Blumenkohl haben eines gemeinsam: Sie weisen eine fraktale Form auf. „Wissenschaftler diskutieren schon lange, ob auch die Wölbungen unseres Großhirns eine fraktale Form haben“, erklärt Dr. Marc de Lussanet, Forscher an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU). Die Experten wollen wissen, wie die Hirnfalten entstehen, um das Gehirn, seine Entwicklung und mögliche Störungen zu verstehen. Die brasilianischen Forscher Bruno Mota und Suzana Herculano-Houzel hatten in einer Studie gezeigt, nach welchen mathematischen Gesetzmäßigkeiten die Hirnrinde gefaltet ist. Ihre Berechnungen sahen sie auch als Beleg dafür, dass die Faltung einer fraktalen Form entspricht. „Die Rechnung ist falsch“, widerspricht Marc de Lussanet.

Das mathematische Modell der brasilianischen Forscher stellt eine Gesetzmäßigkeit her, nach der die Faltung der Hirnrinde von der Gesamtoberfläche und der Dicke der Hirnrinde abhängt. Demnach, so die Brasilianer, falte sich die Großhirnrinde der Säugetiere nach den gleichen Gesetzen, die zum Tragen kommen, wenn man ein Blatt Papier zusammenknülle. Marc de Lussanet zeigt, weshalb diese Rechnung nicht stimmt.

Verbesserte statistische Auswertung durch einfacheres Modell

Das mathematische Modell lasse sich auf eine sehr viel einfachere, nicht-fraktale Form reduzieren. Diese einfachere Formel beschreibe die Messdaten sogar besser als das mathematische Modell der brasilianischen Wissenschaftler. Zudem decke eine verbesserte statistische Auswertung systematische Fehler des Modells auf. Somit müsse man die Theorie, nach der das Gehirn wie ein Papierkügelchen gefaltet ist, verwerfen, so Marc de Lussanet.

„Paradoxerweise bedeutet dies jedoch nicht, dass das Gehirn keine fraktale Form hat“, sagt Marc de Lussanet. „Denn meine Berechnungen führen zu neuen Ergebnissen, die auf eine von zerknülltem Papier abweichende, aber eindeutig fraktale Struktur der Großhirnrinde hinweisen.“ Um das Rätsel der Hirnfaltung zu lösen, seien allerdings nun weitere Studien notwendig, die die Vorhersagen des neuen Modells prüfen.

Originalpublikationen:

Comment on “Cortical folding scales universally with surface area and thickness, not number of neurons”
Marc de Lussanet et al.; Science, doi: 10.1126/science.aad0127; 2016Cortical folding scales universally with surface area and thickness, not number of neurons
Bruno Mota et al.; Science, doi: 10.1126/science.aaa9101; 2015

15 Wertungen (4.4 ø)
Forschung, Medizin, Neurologie

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2 Kommentare:

Alexander Warth
Alexander Warth

Lieber Herr Paffrath, ich persönlich finde es sehr interessant – ich komme nicht aus der Medizin (aus der nicht medizinischen Forschung) aber die Ergründung und Beschreibung des Aufbaus unseres eigenen Körpers als auch unserer Umwelt ist der Hauptgrund unserer Forschung. Erst dann können Anwendungen daraus Abgeleitet werden. Insbesondere gibt es noch viele Fragestellungen zu unserem Gehirn und jeder Schritt der uns etwas näher bringt zu verstehen wie sich das Gehirn entwickelt bringt uns auch einen Schritt näher Krankheiten zu heilen. Mit der Strömungslehre kenne ich mich als Ingenieur und Physiker ganz gut aus – aber ich denke Sie meinen eine andere, denn daraus lässt sich a priori erst mal kein Zusammenhang zur Entwicklung des Gehirns finden. Ihre Aussage steht irgendwie ohne Grund im Raum.

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Heilpraktiker

Leute, wie so oft stelle ich fest: jeder schreit nach Studien, wenige Fragen ob die Fragestellung Sinn macht.
Macht eine fundierte Osteopathieausbildung, lernt Embryologie und befasst euch mehr mit Wasserforschung und Strömungslehre, dann habt ihr die Studien und ein funktionierendes Erklärungsmodell.
Viel Spaß und AHA-Erlebnisse dabei. :-)
Dann kann sicher wieder jemand sich einen Namen machen, in dem er alte Füße in neue Socken steckt und es als SENSATIONELLE NEUIGKEIT und ERKENNTNIS verkaufen, siehe auch der jüngste Faszien-Hype.
(Letzendlich kommen zwecks Refinanzierung aber doch nur mehr oder weniger sinnvolle Industrieerzeugnisse dabei raus.)
Die Osteopathen arbeiten sehr erfolgreich seit Jahrzehnten mit diesem Gewebe.

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