Geheimnisvolles Gehirn - Spektrum der Wissenschaft Spezial Biologie - Medizin - Hirnforschung 1/2013

Neueste Einblicke in die Funktion des menschlichen Geistes

Über kein anderes menschliches Organ haben Forscher so viel Wissen angesammelt wie über das Gehirn. Wir kennen seine Anatomie bis ins Detail und auch die Signalverarbeitung und -weiterleitung durch die Nervenzellen ist genauestens ergründet. Angesichts dessen könnte es scheinen, dass das Gehirn großenteils enträtselt ist. Doch in Wahrheit sind wir noch weit davon entfernt, wirklich zu verstehen, wie es funktioniert. Das Gehirn ist nicht nur das bestuntersuchte Organ, sondern auch das weitaus komplexeste. Bei vielen Forschern macht sich deshalb die Überzeugung breit, dass die bisherige Methode uns nicht mehr weiterbringt. Als neuen Ansatz propagieren sie, das Gehirn als Netzwerk zu begreifen.
Das Spezialheft Geheimnisvolles Gehirn gibt einen Überblick über all diese faszinierenden neuen Erkenntnisse und Entwicklungen.
(29. Januar 2013)

Weitere Informationen finden Sie im Editorial des Heftes.

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Inhalte dieser Ausgabe

Das Gehirn als Netzwerk

 
6
Wenn Milliarden von Gehirnzellen miteinander kommunizieren, erzeugen sie Erregungsmuster, die ein Schlüssel zum Verständnis des menschlichen Geistes sein könnten. Ihre Analyse offenbart verblüffende Parallelen zwischen unserem Denkorgan und anderen komplexen Systemen – beispielsweise Aktienmärkten!

Lichtschalter im Gehirn

 
14
Per Optogenetik können Wissenschaftler in ungeahnter Detailgenauigkeit untersuchen, wie unser Denkorgan funktioniert. Die neue Technik beflügelt ganze Forschungsgebiete - bis hin zur Psychiatrie.

Was jedes Gehirn einzigartig macht

 
22
Warum entwickeln eineiige Zwillinge trotz identischen Erbguts unterschiedliche Persönlichkeiten? Neben Umwelteinflüssen sind dafür springende Gene verantwortlich. Sie fügen sich zufällig irgendwo in den DNA-Strang ein und beeinflussen so die Arbeitsweise der Nervenzellen im Gehirn.

Die Grenzen der Intelligenz

 
28
Forscher bezweifeln, dass sich unsere Intelligenz noch wesentlich steigern könnte. Physikalische Gesetze verhindern dies.

Biologie des Blackouts

 
36
Hirnregionen, die der Selbstkontrolle dienen, reagieren auf Stress mitunter hochempfindlich. Wenn sie ausfallen, bricht impulsives Verhalten durch, und Denkblockaden setzen ein.

Gestörte Schaltkreise

 
42
In den letzten Jahren haben Neurowissenschaftler immer häufiger fehlerhafte Verbindungen im Gehirn als Ursache psychischer Störungen identifiziert. Dies weist den Weg zu besserer Früherkennung und Therapie.

Vorboten des Ich-Verlusts

 
49
Die ersten Symptome von Schizophrenie treten in vielen Fällen kurz nach der Pubertät oder bei jungen Erwachsenen auf. Einiges deutet darauf hin, dass es schon frühere Anhaltspunkte für die Erkrankung gibt. Ist es daher sinnvoll, potenzielle Vorstadien zu diagnostizieren und vorbeugend zu therapieren?

Der Traum vom Gedankenlesen

 
54
Maschinen, die Gedanken lesen können, galten bislang als reine Sciencefiction. Sie sind es auch – noch. Mit Hilfe ausgeklügelter Computerprogramme lassen sich MRT-Scans nämlich bereits erstaunlich viele Informationen darüber entlocken, was die jeweilige Person gerade denkt.

Direkter Zugang zum Gehirn

 
62
Lernende Neuroprothesen könnten künftig defekte Wahrnehmungswege ersetzen, Funktionsstörungen des Gehirns korrigieren und Gedächtnisleistungen verbessern. Die technische Beeinflussung von Lernvorgängen könnte zur Gedächtnisstabilisierung bei Alzheimerpatienten genutzt werden.

Neuronaler Schrittmacher

 
70
Überaktive Neurone, die im Gleichtakt feuern, verursachen Morbus Parkinson und andere motorische sowie psychiatrische Störungen. Wo Medikamente nicht greifen, können tief in das Gehirn eingeführte Elektroden den Patienten helfen.

Neurone & Co. – Imitieren mit Silizium

 
74
Um Computern das Denken beizubringen und obendrein das Gehirn besser zu verstehen, bauen Forscher es aus elektronischen Bausteinen nach. Ihre Devise lautet dabei: Emulation statt Simulation.

Auf dem Weg zum künstlichen Gehirn

 
82
Ein ambitioniertes Projekt zielt darauf ab, in zehn Jahren das menschliche Gehirn vollständig zu simulieren. Es verspricht nicht nur eine Revolution in den Neurowissenschaften, sondern auch grundlegende neue Erkenntnisse für die Computertechnik.
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