Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gene beeinflussen das Denken

27.03.2009
In einem internationalen und interdisziplinären Verbund entdecken Forscher der RWTH Aachen einen "genetischen Fingerabdruck" in den Hirnfunktionen

Haben die Gene Einfluss auf unsere Denkstrukturen? Dieser Frage ist jetzt eine internationale und interdisziplinäre Gruppe von Wissenschaftlern nachgegangen. Das Ergebnis zeigt, dass sich im Aktivierungsmuster des Gehirns eine Art "genetischer Fingerabdruck" einer Person nachweisen lässt.

Es ist also genetisch mitbestimmt, auf welches Netzwerk von Gehirnarealen eine Person für das Arbeitsgedächtnis zurückgreift, wenn ihr kognitive Anforderungen gestellt werden. Die Ergebnisse der Studie, die Wissenschaftler aus Aachen, Amsterdam, Bonn, Maastricht, Nijmegen und Salzburg gemeinsam durchgeführt haben, wurden jetzt in der aktuellen Ausgabe des international renommierten Wissenschaftsmagazins "Science" veröffentlicht.

Bei der Erforschung der Hirnaktivierung liefert die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) Bilder des Gehirns: Während der Proband beispielsweise Gedächtnisaufgaben mit Zahlen ausführt, lässt sich die "Aktivierung" des Stoffwechsels verfolgen. Bisher haben Wissenschaftler hauptsächlich die Regionen untersucht, die die größten Effekte bei allen Probanden einer Studie zeigen. Die Messung solcher durchschnittlichen Gruppeneffekte kann aber das Verständnis für das Zustandekommen von Aktivierungsmustern des Gehirns verstellen, denn es gibt durchaus Unterschiede zwischen den Personen. Um Aufschluss über individuelle Muster zu bekommen, führten die Wissenschaftler eine Studie mit eineiigen Zwillingen durch. Die ausgewählten männlichen Geschwisterpaare hatten alle noch einen Bruder, der unter gleichen Bedingungen die gleichen Aufgaben löste. Während die Zwillinge genetisch identisch sind, teilen sie mit ihrem Bruder auf Grund der gleichen Abstammung im Durchschnitt nur 50 Prozent der Erbanlagen.

Im Rahmen der Studie hatten die drei Mitglieder jeder untersuchten Familie dieselben Gedächtnisaufgaben in zwei getrennten Untersuchungen mit der fMRT zweimal zu bearbeiteten: Sie sollten sich bei einer Gedächtnisaufgabe visuell vorgegebene Ziffern einprägen. Dabei wurden sie durch eine weitere Aufgabe abgelenkt, bei der einfache Rechenaufgaben zu lösen waren oder Fotos von Objekten in Gruppen einsortiert werden mussten. Anschließend bekamen sie erneut eine Ziffer gezeigt und sollten entscheiden, ob sie diese bereits vorher gesehen hatten.

Die Auswertung zeigte, dass die Hirnaktivierungsmuster zwischen den einzelnen Personen beträchtlich variierten. Allerdings ließ sich bei der Aktivierung unter den Zwillingen in bestimmten Hirnregionen eine größere Ähnlichkeit feststellen als im Vergleich mit ihrem Bruder. Dies belegen die von den Wissenschaftlern farblich sichtbar gemachten Aktivierungsmuster und ihre räumliche Verteilung, die durch die Bearbeitung der Gedächtnisaufgaben gewonnen wurden. Zusätzlich fertigten sie eine Anordnung der Heritabilität der Aktivierung an. Unter Heritabilität versteht man den genetischen Anteil an der beobachteten Variabilität. Heritabilitätskarten oder Erblichkeitskarten zeigen, in welchen Teilen des Gehirns genetische Einflüsse mehr oder weniger zu individuellen Unterschieden in der Hirnaktivierung beitragen. Im Detail wurden zwei Netzwerke des so genannten Arbeitsgedächtnisses beschrieben. Eines ist besonders mit der sprachlichen Verarbeitung, das andere mit der numerisch-räumlichen Verarbeitung von Zahlen befasst. Eineiige Zwillinge zeigten eine überraschend hohe Übereinstimmung in ihrer funktionellen Hirnorganisation, die signifikant höher ausfiel als mit ihrem (Nichtzwillings-) Bruder. Die Studie legt nahe, dass die individuelle Bevorzugung eines bestimmten Verarbeitungsmodus und dessen Einflüsse auf die Verhaltensleistung unter genetischem Einfluss stehen. Damit würden gewisse neurobiologische Grundlagen der Individualität eine genetische Komponente aufweisen.

Die aktuelle Studie über genetische Einflüsse auf die Hirnaktivierungsmuster, wie man sie mit der funktionellen Magnetresonanztomographie feststellt, wurde am Universitätsklinikum der RWTH Aachen von Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Klaus Willmes-von Hinckeldey und seinem Mitarbeiter Jan Willem Koten federführend betreut. Sie waren unter anderem für die Analyse der funktionellen Bilddaten verantwortlich, die in der zentralen Serviceeinrichtung "Funktionelle Bildverarbeitung" des "BIOMAT" der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen ausgeführt wurden. Außerdem waren Wissenschaftler aus Amsterdam, Maastricht, Bonn, Nijmegen und Salzburg an den Arbeiten beteiligt. Die Zwillings-Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) gefördert.

Weitere Informationen:

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Klaus Willmes-von Hinckeldey
Leiter Lehr- und Forschungsgebiet Neuropsychologie
an der Neurologischen Klinik & Schwerpunktkoordinator "Klinische Neurowissenschaften", Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung "BIOMAT."
Telefon: 0241 - 80 8089970 (Sekretariat: 0241-8088477 oder 8088426)
E-Mail: willmes@neuropsych.rwth-aachen.de oder
kwillmes-vonhincke@ukaachen.de

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Weltweit erste Therapiemöglichkeit für Kinderdemenz CLN2 entwickelt
25.04.2018 | Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

nachricht Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum
11.04.2018 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Das große Aufräumen nach dem Stress

25.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis

25.05.2018 | Physik Astronomie

Weltneuheit im Live-Chat erleben

25.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics