Als der Neuroanatom Korbinian Brodmann 1909 den ersten Atlas zur Zellarchitektur der Großhirnrinde veröffentlichte, teilte er den Cortex in 52 Areale ein. Diese Bereiche unseres Denkorgans, so erkannte er, unterscheiden sich untereinander in ihrer Gewebestruktur oder lassen sich zumindest mit ihrer Hilfe voneinander abgrenzen. Erst später ergaben Studien, dass viele dieser Areale sich auch funktionell voneinander unterscheiden und dass einige sich weiter unterteilen lassen. Das Problem dabei: Je nach Forscher und Methode kamen Wissenschaftler auf ganz verschiedene Einteilungen, die Zahl der Areale in gängigen Hirnkarten variierte von 50 bis zu über 200. Der Grund: “Ein großer Teil des Gehirns sieht oberflächlich betrachtet gleich aus”, erklärt Studienleiter Matthew Glasser von der Washington University in Saint-Louis. “Daher ähnelt eine Hirnkarte eher einem politischen Atlas als einer topografischen Karte – die Grenzen sind unsichtbar, aber dennoch extrem wichtig.” Bisherige Hirnkarten jedoch basierten oft nur auf einem Abgrenzungs-Parameter – sie zeigten nur die über ihre Funktion, ihre Konnektivität oder ihre Anatomie und Architektur identifizierbaren Areale. Diese jedoch stimmen nicht immer überein. Eine übergreifende Karte, die diese vier Parameter vereint, fehlte jedoch.
Eine solche übergreifende Karte haben nun Glasser und sein Team erstellt. Ihr neuer Atlas der Großhirnrinde fußt dabei maßgeblich auf der Arbeit des Human Connectome Projekt, in dessen Rahmen Forscher die Gehirne von 1.200 jungen Männern und Frauen mit Hilfe der Magnetresonanztomografie (MRT) analysiert hatten. Diese Daten zur Anatomie und den internen Nervenverbindungen im Cortex kombinierten die Forscher mit funktionellen MRT-Hirnscans von 210 weiteren Probanden. Diese spiegelten die Aktivität verschiedener Areale der Hirnrinde in Ruhe und bei sieben verschiedenen Tätigkeiten wider – beispielsweise dem Hören einer Geschichte, beim Bewegen der Hand oder Ähnlichem. Erst die Kombination all dieser Daten und ihre Auswertung mit Hilfe eines lernfähigen Algorithmus ermöglichte es Glasser und seinen Kollegen, herauszufinden, wie die Hirnrinde aufgeteilt ist – und das sowohl anatomisch als auch funktionell.
180 Areale auf jeder Seite
Das Resultat ist die bisher umfassendste und detaillierteste Karte der Hirnrinde. Sie zeigt 180 verschiedene Areale in jeder Hemisphäre, darunter 97 völlig neue, zuvor nicht als eigene Bereiche erkannte Areale. “Wir erwarten nicht, dass das schon die endgültige Zahl ist”, betont Glasser. “Wir haben uns jetzt erst einmal darauf konzentriert, nur die Grenzen einzutragen, bei denen wir ziemlich sicher sind. Es gab aber in einigen Fällen Bereiche des Cortex, die wahrscheinlich noch unterteilt werden könnten, aber in denen wir auf Basis unserer jetzigen Daten und Techniken nicht zuverlässig eine Grenze ziehen können.” Die 180 sicher identifizierten Hirnareale unterscheiden sich stark in ihrer Größe, ihrer Form und ihrer Lage in Bezug auf die Falten und Windungen der Hirnrinde. Die korrespondierenden Areale in beiden Hirnhälften jedoch sind verblüffend symmetrisch, wie die Forscher erklären.
