Viele Tiere, wie das Fohlen oder die Antilope, trauen sich schon gleich nach der Geburt auf die Beine. Der Mensch im Gegensatz braucht meistens ein Jahr, bis er einigermaßen stabil laufen kann. Diese Tatsache hat mitunter zu der Meinung geführt, dass sich die neuronalen Steuerungssysteme des menschlichen und tierischen Laufens grundlegend unterscheiden. Nun widerlegt eine Studie diese Hypothese: Die neuronalen Kommandos, die dem einzigartigen menschlichen Gang unterliegen, sind im Tierreich offensichtlich weit verbreitet.

Bis ins Alter von vier bis sechs Wochen laufen Säuglinge instinktiv, wenn ihre Fußsohlen Bodenkontakt haben. Indem sie drei Tage alte Neugeborene zu diesem "spontanen Laufen" anregten, konnten italienische Wissenschaftler um Francesco Lacquaniti aus der Fondazione Santa Lucia in Rom zwei neuronale Signale identifizieren, die die Muskelbewegungen des frühen Laufzyklus steuern.


Das eine leitet die noch rudimentäre Standphase ein, in der sich die kleinen Füße abwechseln, während das zweite das Schwingen des Beins nach vorne in Gang setzt – die so genannte Schwungphase. Erst später, mit den ersten selbstständigen Schritten, verkompliziert sich das Muster, wie die Forscher beobachteten: Bei einjährigen Kleinkindern sind neben den zwei Signalen des Säuglings zwei weitere zu finden, die das nun ausgeprägte Aufsetzen und Abheben des Fußes anstoßen.

Die Kommandosignale, die von speziellen Nervenzellen des Rückenmarks – den so genannten Motoneuronen – an verschiedene Muskeln gesendet werden, konnten die Forscher bei allen laufenden Säugetieren, die sie unter die Lupe nahmen, identifizieren: Der Gang der neugeborenen Ratte war durch die gleichen zwei Signale wie der des Säuglings gesteuert; bei erwachsenen Rhesusaffen, Katzen oder Perlhühnern waren wieder die vier Impulse des Kleinkindes im Spiel. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das neuronale Steuerungssystem des Laufens früh in der Evolution entstand.

Allerdings ändert sich beim Menschen die Form der Signale im Lauf seiner Entwicklung: Während sie beim Säugling wie bei den untersuchten Tieren breit und glatt vorkommen, werden sie beim Erwachsenen kürzer und ungleichmäßig – "pulsatil", wie die Forscher sagen. Dies könnte während der menschlichen Evolution von Bedeutung gewesen sein: Die Kürze der Signale machte es den Muskeln möglich, andere Kommandos zu empfangen, etwa um simultane Armbewegungen zu unterstützen.

Auch für die Medizin könnten diese Ergebnisse relevant sein: Bei Querschnittlähmungen ist in der Regel der Laufprozess durch Beschädigungen des Rückenmarks behindert. Hier versuchen Forscher, Muskelbewegungen mittels elektrischer Stimulationen künstlich hervorzurufen. Detaillierte Kenntnisse über die neuronalen Kommandos, die das natürliche Laufen steuern, könnten zur Optimierung solcher Rehabilitationsmaßnahmen beitragen. (ev)