Hirnforschung und Tierversuche

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Evolutionäre Basis der Kommunikation

Es besteht ein beträchtliches Interesse an der evolutionären Geschichte des menschlichen Gehirns. Da Gehirne aber nicht versteinern, müssen wir uns auf unser Verständnis verschiedener noch existierender Spezies verlassen. Die Möglichkeit, Gehirne von eng verwandten Primaten abzubilden, öffnet uns neue Türen zum Verständnis der evolutionären Basis kognitiver Fähigkeiten. Wir können heute klassische Fragen der Evolutionsbiologie mit den aufkommenden Technologien der Neurowissenschaft überprüfen, um neuartige Einblicke in die Evolutionsgeschichte des menschlichen Gehirns zu gewinnen und dabei auch herauszufinden, welche Tiere sich gut als Modelle für die menschliche Hirnfunktion eignen.
Es besteht ein beträchtliches Interesse an der evolutionären Geschichte des menschlichen Gehirns. Da Gehirne aber nicht versteinern, müssen wir uns auf unser Verständnis verschiedener noch existierender Spezies verlassen. Die Möglichkeit, Gehirne von eng verwandten Primaten abzubilden, öffnet uns neue Türen zum Verständnis der evolutionären Basis kognitiver Fähigkeiten. Wir können heute klassische Fragen der Evolutionsbiologie mit den aufkommenden Technologien der Neurowissenschaft überprüfen, um neuartige Einblicke in die Evolutionsgeschichte des menschlichen Gehirns zu gewinnen und dabei auch herauszufinden, welche Tiere sich gut als Modelle für die menschliche Hirnfunktion eignen.
Menschliches Sprechen und die menschliche Sprache sind relativ junge evolutionäre Anpassungen. Die traditionelle Betonung der einzigartigen Aspekte menschlicher Kommunikation hat zwar zu einer beachtlichen Debatte geführt, doch nur wenige empirische Vorteile gebracht. Immer noch sind wir uns nicht darüber im Klaren, wie sich die Gehirne von Primaten entwickelten, oder welche Tiere sich gut als Modelle für die menschliche Kognition eignen.
Wir gewinnen neue Einblicke in die stimmlichen Kommunikationssysteme von Primaten. Unsere vergleichende Arbeit zur vokalen Kommunikation verspricht zudem, die Ursprünge der Sprachregionen im menschlichen Gehirn aufzuklären, auch wenn diese in anderen heute noch lebenden Spezies keine direkten Gegenstücke besitzen [1]. Diese neuen Beobachtungen werden dadurch begünstigt, dass wir in der Lage sind, Daten zur vokalen Kommunikation aus bildgebenden Verfahren bei Affen mit den vorhandenen Imaging-Daten von Menschen direkt zu vergleichen [2].
Wir stützen uns auf eine Kombination aus funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRI), Mikrostimulation und elektrophysiologischen Ableitungen mit Mehrfachelektroden in wachen und narkotisierten Tieren.
Neue Einblicke in die Beziehung zwischen Netzwerken für vokale Kommunikation in Menschen- bzw. Affenhirnen gewinnen wir, indem wir dieselbe nichtinvasive bildgebende Technologie an wachen Affen anwenden, wie die, die inzwischen Standard ist für die Abbildung der Funktion des menschlichen Gehirns.
Um der medizinischen Forschung direkter zu helfen, deckt nun ein internationales Gemeinschaftsprojekt die Konnektivität der Kommunikationsnetzwerke in Affen auf, mit Methoden, die an Menschen nicht angewandt werden können.
Unsere Ergebnisse zur Konnektivität vokaler Kommunikationsnetzwerke führen schon jetzt zu neuen Hypothesen für die Testung der Funktion des Primatenhirns auf neuronaler Ebene. In diesem Zusammenhang evaluieren wir, wie Neuronen im vorderen Schläfenlappen Gesichter und Stimmen bei für das Verhalten bedeutsamer Kommunikation integrieren.

Literatur

1. Petkov, C. I., N. K. Logothetis, J. Obleser: Where Are the Human Speech and Voice Regions and Do Other Animals Have Anything Like Them? Neuroscientist 15(5), 419-429 (2009).
2. Petkov, C. I., Kayser, C., N. K. Logothetis: Cortical Processing of Vocal Sounds in Primates. The Handbook of Mammalian Vocalization: an Integrative Neuroscience Approach, 135-147. (Eds.) Brudzynski, S. M. Academic Press, Amsterdam, Netherlands (2009).
 
 
Last updated: Sonntag, 26.07.2015