Wie kommt es, dass bestimmte Bereiche des Gehirns bestimmten Funktionen zugeordnet sind?

Während der Entwicklung des menschlichen Gehirns erfüllen bestimmte Bereiche bestimmte Funktionen. Wie (und wann) kommt diese Differenzierung zustande?

Vermutlich übernehmen einige Bereiche des Gehirns von Natur aus eine Funktion, die auf ihrer räumlichen Nähe beruht – so ist zum Beispiel die Sehrinde das Gehirnareal, das direkt mit der Sehbahn verbunden ist. Aus entwicklungspolitischer Sicht ist es daher selbstverständlich, dass es die Rolle der Verarbeitung visueller Informationen übernimmt.

Die Produktion von Sprache könnte jedoch beispielsweise potenziell in jedem Bereich des Gehirns stattfinden, der an die Hörrinde angrenzt. Wie kommt es also, dass es typischerweise immer im Wernicke-Bereich verarbeitet wird?

  • Ist es genetisch vorbestimmt? Und wenn ja, wie? (vorab zugeordnete Synapsen?)
  • Oder wird es später durch eine Art Lernprozess bestimmt? Und wenn ja, was ist die Erklärung für die Ähnlichkeit von Gehirnkarten zwischen Individuen?
Ich denke, @was das Problem ist, sind die Worte " woher weiß es, dass es das tun soll ". Das Problem, das ich mit Ihrer Frage habe, ist, dass sie unklar ist. Ich mag das Thema sehr, und ich denke, das ist eine nette Frage, es bedarf nur einer Klärung.
Insbesondere: Ihr Titel impliziert eine neuroanatomische Frage (in diesem Fall ist die Frage ohnehin zu weit gefasst). Ihre erste Zeile im Haupttext impliziert eine Frage zu neurophysiologischen Methoden (eine einfache Frage). Die zweite Zeile impliziert eine funktionelle neurophysiologische Frage (schwer zu beantworten und wahrscheinlich zu weit gefasst, selbst wenn man sich nur auf Wernickes Gebiet konzentriert, da Bücher über das Thema gefüllt werden können). Ihre letzte Zeile impliziert eine teleologische (fast philosophische) Frage, die als genetische oder als evolutionäre Frage interpretiert werden kann.
Ich stimme AliceD zu, dass diese Frage sowohl potenziell interessant als auch leider unklar ist, da sie auf verschiedene Arten interpretiert werden könnte (von denen einige zu allgemein sind, um sie zu beantworten). Ich habe eine Interpretation ausgewählt, die mich interessiert :-) und die Frage entsprechend umgeschrieben. @SydneyMaples, bitte zögern Sie nicht, es zurückzuziehen oder erneut zu bearbeiten, wenn ich den ursprünglichen Geist vollständig verloren habe, aber vielleicht kann ich dazu beitragen, dass eine interessante Frage nicht geschlossen wird.
@ArnonWeinberg und AliceD Ah, danke, dass Sie mir erklärt haben, wo die Verwirrung war. Ich bin die Königin darin, breite / vage Fragen zu stellen (vielleicht neige ich dazu, nach breiten Antworten zu suchen), und es neigt dazu, mich manchmal zurückzubeißen. ;) Die Bearbeitung ist hilfreich und macht die Frage etwas beantwortbarer.

Antworten (1)

Kurze Antwort Die
neuronale Verdrahtung wird von Natur und Erziehung bestimmt.

Hintergrund
Ich bin kein Sprachmensch, aber ich werde versuchen, die Frage auf einem mir vertrauteren Gebiet anzusprechen, nämlich sensorischen Systemen.

Eine Reihe faszinierender Studien haben sich direkt mit Ihrer Frage befasst. Unter diesen ist die Studie von Frost & Metin (1985) , die die Sehbahnen neugeborener Hamster durchtrennten und herausfanden, dass Sehnerven stattdessen zum somatosensorischen thalamischen (ventrobasalen) Kern projiziert würden. Die experimentell induzierte Netzhautprojektion zum somatosensorischen Kern erfolgte durch die Stabilisierung einer frühen, normalerweise vorübergehenden Projektion. Darüber hinaus rief die visuelle Stimulation bei behandelten Hamstern zuverlässig neurale Reaktionen in den primären und sekundären somatosensorischen Cortices (SI und SII) hervor. Nicht nur das – die Darstellungen des Gesichtsfeldes in SI und SII zeigten eine teilweise retinotope Organisation. Mit anderen Worten, die Tiere hatten (einen Teil) ihres somatosensorischen Kortex effektiv in einen visuellen Kortex umgewandelt .

Später haben Sur et al . (1988) zeigten mit einem ähnlichen Verfahren, dass Netzhautzellen bei neugeborenen Frettchen dazu gebracht werden konnten, in den Nucleus geniculatum medialis (MGN), den wichtigsten auditorischen Thalamuskern, zu projizieren. Sie zeigten, dass viele MGN-Zellen dann visuell gesteuert wurden und dass der Hörkortex visuell ansprechbar wurde . Einige visuelle Zellen im Hörkortex waren richtungsselektiv oder orientierungsempfindlich und ähnelten den komplexen Zellen im primären visuellen Kortex.

Daher können funktionale visuelle Projektionen in nicht-visuelle Strukturen bei höheren Säugetieren geleitet werden, was darauf hindeutet, dass die Modalität eines sensorischen Thalamuskerns oder eines kortikalen Bereichs durch seine Eingaben während der Entwicklung spezifiziert werden kann. Es gibt jedoch ein kurzes Zeitfenster, in dem das Ausmaß der neuralen Plastizität die Entwicklung solcher groben Anomalien zulässt - beide Studien verwendeten daher neugeborene Tiere.

Referenzen
- Frost & Metin, Nature (1985); 317 (6033): 162-4
– Sur et al . Wissenschaft (1988); 242 (4884): 1437-41

Ich mag diese Antwort sehr, obwohl ich mich auch frage, ob Sie wissen, warum Gehirnregionen außerhalb des sensorischen Systems immer mit demselben Bereich des Gehirns verbunden sind? Warum könnten zum Beispiel exekutive Funktionen hauptsächlich mit den Frontallappen des Gehirns in Verbindung gebracht werden?
@SydneyMaples - Das ist eine faszinierende Frage und Ihre ursprüngliche Frage spiegelt dasselbe wider. Ehrlich gesagt weiß ich es nicht und habe mich daher dafür entschieden, sensorische Systeme anzusprechen. Ich war schon ziemlich verblüfft, als ich von den 'umverdrahteten Hamstern' gelesen habe :) Vielleicht wagt es noch jemand anders. Danke für die Annahme!
Wie kommt es, dass bestimmte Bereiche des Gehirns bestimmten Funktionen zugeordnet sind?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v