Vögel und Primaten teilen sich Hirnzellen für Intelligenz


Symbolbild: Schlauer Vogel

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Chicago (USA) – Im Hirn von Vögeln haben US-Wissenschaftler Zellen identifiziert, die mit zielgerichtetem Verhalten und Kognition einhergehen und zugleich jenen Zellen gleichen, die im für die Verarbeitung höherer Aufgaben verantwortlichen Neocortex von Säugetieren zu finden sind.

Wie das Team um Steven Briscoe und Dr. Clifton Ragsdale von der University of Chicago aktuell im Fachjournal “Current Biology” (DOI. 10.1016/j.cub.2018.01.036) berichtet, bilden demnach einige Neuronen (Hirnzellen) im Hirn von Vögeln die gleiche Form von Schaltkreisen und verfügen auch über die gleiche molekulare Signatur wie jene Zellen, die unterschiedliche Regionen im Neocortex von Säugetieren miteinander verbinden. Neben Vögeln fanden die Forscher diesen Zelltyp auch im Hirn von Alligatoren, was wiederum nahe lege, dass trotz der unterschiedlichen anatomischen Struktur, Reptilien und Vögel die gleiche Art von Hirnzellen besitzen und nutzen.

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“Vögel sind intelligenter als viele glauben und sie tun einige sehr schlaue Dinge”, bemerkt Ragsdale und führt weiter aus: “Die Frage ist nun: Welche Form der Hirnverbindungen nutzen sie? Unsere Studie zeigt, dass sie den gleichen Zelltypus, mit der gleichen Art neuraler Verbindungen nutzen, wie wir sie im Neocortex vorfinden – hier jedoch in einer anderen Form der Organisation.”

Sowohl der Neocortex von Säugetieren als auch der als “dorsaler ventrikulärer Kamm” bezeichneten Struktur im Vorgehirn entwickeln sich aus einer embryonalen Region heraus, die als Telencephalon (Endhirn) bezeichnet wird. Allerdings reifen die beiden Regionen zu unterschiedlich geformten Strukturen heran: Während der dorsale ventrikuläre Kamm große Anhäufungen von Neuronen, sog. Kerne (nuclei) beinhaltet, besteht der Neocortex aus sechs unterschiedlichen miteinander verbundenen Schichten.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Anatomie hatten viele Wissenschaftler bislang vermutet, dass der dorsale ventikuläre Kamm der Vögel nicht mit dem Neocortex korrespondiert und er stattdessen eher als analoge Struktur zur sogenannten Amygdala im Hirn von Säugetieren betrachtet werden solle.

Schon 2012 bestätigten Ragsdale und Kollegen eine damals 50 Jahre alte Hypothese von Forschern der University of California in San Diego, die schon damals dem dorsalen ventikulären Kamm, trotz dessen deutlich unterschiedlicher Anatomie, eine dem Neocortex vergleichbare Funktion zusprach. In ihrer Studie demonstrierten die Wissenschaftler 2012 Übereinstimmungen genetischer Marker von für In- und Output verantwortliche Neuronen im Neocortex mit Genen, die sich in unterschiedlichen Kernen des dorsalen ventikulären Kamm ausdrücken.

In ihrer neuen Studie entdeckten die Neurologen nun, dass andere Populationen von Neuronen im Vogelhirn molekulare Signaturen mit sog. intratelenzephalen Neuronen des Neocortex teilen. Diese auch als IT-Neuronen bezeichneten Hirnzellen spielen eine wichtige Rolle für die neuralen Verbindungen im Neocortex: “Sie sind für die Kommunikation zwischen den unterschiedlichen neocortikalen Schichten und zwischen den kortialen Regionen zwischen den gegenüberliegenden Hirnhälften verantwortlich.” Auch im Hirn von Alligatoren fanden die Forscher die beschriebenen IT-Neuronen.

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“Die Struktur des dorsalen ventikulären Kamm gleicht in keinster Weise dem Neocortex von Säugetieren. Genau das war lange Zeit ein großes Problem für die vergleichenden Neurowissenschaften”, erläutert Briscoe. “Anatomen haben mehr als 100 Jahre lang darüber gestritten, wie man die beiden Strukturen miteinander vergleichen solle und könne. Unser jetziger Nachweis von IT-Neuronen im Vogelhirn hilft nun zu erklären, wie derart unterschiedliche Hirnstrukturen die Quellen für ähnliche Verhaltensweisen sein können.”

Die Forschungsergebnisse legen nun die faszinierende Möglichkeit nahe, dass Vögel und Primaten unabhängig voneinander, mit gänzlich unterschiedlichen Hirnstrukturen aber eben mit der gleiche Art von Neuronen Intelligenz entwickelt haben könnten.

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