Verkehrsführung im Kopf

Hauptaufgabe des Gehirns ist es, eintreffende Signale und Befehle effizient aufzuarbeiten und die richtigen Zellen miteinander zu verbinden. Nach Aussage amerikanischer Forscher sind entsprechende Nervenbahnen vergleichbar strukturiert wie Straßen und Bahnlinien einer Großstadt. In beiden Systemen sorgt ein ausgeklügeltes Netzwerk für optimalen Transport. Entscheidend ist dabei nicht die Anzahl der Verbindungen, sondern ihre Organisation.

Die Wissenschaftler untersuchten die Entwicklung des Denkapparates und verglichen unterschiedlich komplexe Gehirne miteinander. Ihnen fiel auf, dass sich beim Gehirnwachstum das Verhältnis von Oberfläche oder Volumen zur Menge der Synapsen ähnlich gestaltet wie die Verkehrswege beim Städtewachstum. Mit der Verdopplung der verfügbaren Fläche nimmt die Zahl der Verbindungen nicht in gleicher Weise zu, sondern sie werden effizienter. Somit sind beide Systeme in der Lage, viel Inhalt optimal und zielgerichtet zu verteilen und die Anzahl der Wege zu verringern. Das Gehirn scheint dabei jenen „Scaling Laws“ – also eigentlich rein mathematischen Gesetzen – zu unterliegen, denen in der Natur auch zahlreiche andere Phänomene folgen. 

Quelle: Changizi, M et al.: Online-Vorabveröffentlichung