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.
Die neue Cortex-Karte zeigt auch, dass die Areale, die nur eine bekannte Funktion ausüben, in unserer Hirnrinde in der Minderheit sind. Zu diesen gehört unter anderem das neu identifizierte Areal 55b. Dieses knapp unterhalb des Scheitels liegende Gebiet wird aktiv, wenn wir eine Geschichte hören. Mehr als die Hälfte der jetzt kartierten Hirnbereiche lassen sich jedoch mit gleich mehreren Funktionen in Verbindungen bringen und bilden ein komplexes Mosaik, wie Glasser und seine Kollegen berichten: “Es gibt viele Areale, die eine kognitive Funktion haben und darüber hinaus mit einer oder mehreren sensorischen Aufgaben verknüpft sind.” Interessant auch: Mit Hilfe des Algorithmus gelang es den Forschern, die Cortex-Areale automatisiert auch bei 210 neuen Probanden aufzuspüren und zu erkennen – trotz individueller Unterschiede in den Hirnwindungen. Ausgerechnet beim neu entdeckten Areal 55b jedoch gab es auffallende Abweichungen: Bei vier Prozent der neuen Probanden war das Areal leicht verschoben, bei sechs Prozent wird es von zwei angrenzenden Gebieten in zwei Teile geteilt. “Solche topologischen Abweichungen in den Arealkarten Einzelner werfen spannende Fragen für künftige Forschungen auf”, konstatieren die Wissenschaftler.
