Unser Gehirn ver\u00e4ndert sich st\u00e4ndig. Mit jedem Lebensjahr arbeiten manche Hirnregionen anders zusammen als zuvor. Bei Menschen mit Autismus funktioniert die Kommunikation zwischen verschiedenen Gehirnbereichen von vornherein unterschiedlich. Doch welche Regionen sind besonders betroffen? Genau das k\u00f6nnen Forscher jetzt erstmals pr\u00e4zise benennen. M\u00f6glich macht es eine neue mathematische Methode aus Leipzig.<\/p>\n
Forschende vom Max-Planck-Institut f\u00fcr Mathematik in den Naturwissenschaften in Leipzig haben gemeinsam mit Kollegen aus Indien ein Verfahren entwickelt, das wie ein hochaufl\u00f6sender Scanner f\u00fcr Gehirnverbindungen funktioniert. Die Methode identifiziert gezielt jene Hirnregionen, deren Vernetzung sich im Alter ver\u00e4ndert oder bei Autismus-Spektrum-St\u00f6rungen anders ausgepr\u00e4gt ist.\u00a0<\/p>\n
Das Besondere an der Studie ist die Verbindung zweier Welten. „Wir haben eine Br\u00fccke zwischen reiner Mathematik und klinischer Neurowissenschaft geschaffen“, sagen Professor J\u00fcrgen Jost und Professor Areejit Samal, die Hauptautoren der Studie. Die neue Messgr\u00f6\u00dfe mit dem Namen „Node Persistence“ erkennt nicht nur Ver\u00e4nderungen, sondern zeigt genau, welche Gehirnregionen am st\u00e4rksten betroffen sind.<\/p>\n
Wie Mathematik Prozesse des Gehirns sichtbar macht<\/p>\n
Die Wissenschaftler nutzten ein mathematisches Werkzeug namens Topologische Datenanalyse. Topologie besch\u00e4ftigt sich mit der Form von Dingen. Sie untersucht, wie Elemente miteinander verbunden sind. Im Gehirn gibt es Hunderte von Regionen, die permanent miteinander kommunizieren. Diese Verbindungen bilden komplexe Netzwerke.<\/p>\n
Die Leipziger Wissenschaftler analysierten Gehirndaten von \u00fcber 1.000 Menschen. Sie beobachteten, wie stark verschiedene Hirnregionen zusammenarbeiten. Dabei entstehen Muster wie bei einem Stra\u00dfennetz. Manche Verbindungen sind stark wie Autobahnen, andere schwach wie kleine Feldwege. Die Mathematik verfolgt, welche Strukturen besonders stabil sind und lange bestehen bleiben. Solche dauerhaften Merkmale sind biologisch besonders wichtig.<\/p>\n
Das Team untersuchte das Gehirn auf drei Ebenen. Zuerst betrachteten sie das gesamte Netzwerk. Junge Erwachsene zeigen komplexere und l\u00e4nger anhaltende Strukturen als \u00e4ltere Menschen. Bei Menschen mit Autismus fanden die Forscher andere Besonderheiten in der Gehirnorganisation.<\/p>\n
108 Regionen altern anders, 27 sind bei Autismus ver\u00e4ndert<\/p>\n
Dann schauten die Wissenschaftler sieben wichtige Gehirnnetzwerke an. Diese steuern Bewegung, Aufmerksamkeit oder das Ged\u00e4chtnis. Das Alter wirkt sich besonders auf Netzwerke f\u00fcr Bewegung, Aufmerksamkeit und Standardaktivit\u00e4t aus. Bei Autismus sind vor allem Netzwerke f\u00fcr Bewegung, Aufmerksamkeit und soziale Prozesse betroffen.<\/p>\n
Auf der detailliertesten Ebene identifizierten die Forscher einzelne Gehirnregionen. 108 Regionen ver\u00e4ndern sich mit dem Alter. 27 Regionen arbeiten bei Autismus anders. Viele davon sind f\u00fcr Bewegung, Sprache, Ged\u00e4chtnis und soziale F\u00e4higkeiten zust\u00e4ndig. Interessant ist, dass einige dieser Regionen auf nicht-invasive Hirnstimulation reagieren. Dabei werden Gehirnareale von au\u00dfen durch magnetische oder elektrische Impulse stimuliert.<\/p>\n
„Node Persistence erkennt nicht nur Ver\u00e4nderungen, sondern identifiziert die spezifischen Gehirnregionen, die in diesen Zust\u00e4nden am st\u00e4rksten ver\u00e4ndert oder verwundbar sind“, betonen Jost und Samal. Das er\u00f6ffnet neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr gezielte Therapien. Die Methode k\u00f6nnte k\u00fcnftig auch bei anderen neurologischen Erkrankungen eingesetzt werden. Sie hilft zu verstehen, wo genau im Gehirn Behandlungen ansetzen sollten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Unser Gehirn ver\u00e4ndert sich st\u00e4ndig. Mit jedem Lebensjahr arbeiten manche Hirnregionen anders zusammen als zuvor. Bei Menschen mit…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":710824,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1832],"tags":[8434,158976,23678,3364,29,597,1050,30,71,3835,859],"class_list":{"0":"post-717667","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-leipzig","8":"tag-alter","9":"tag-alterungsprozess","10":"tag-autismus","11":"tag-de","12":"tag-deutschland","13":"tag-forschung","14":"tag-gehirn","15":"tag-germany","16":"tag-leipzig","17":"tag-mathematik","18":"tag-sachsen"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/115893590019334947","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/717667","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=717667"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/717667\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/710824"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=717667"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=717667"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=717667"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}