Neurowissenschaftliche Forschung 2025: Gehirnentwicklung, Gedächtnis und Wahrnehmungsgrenzen

Die neurowissenschaftliche Forschung in den Jahren 2025 und 2026 hat wesentliche Fortschritte im Verständnis der Architektur des menschlichen Gehirns, der Mechanismen des Gedächtnisses und der Grenzen menschlicher Kognition erzielt. Diese Erkenntnisse erweitern die Perspektiven auf Bewusstsein und Kognition und bieten einen substanziellen Mehrwert für das Verständnis kognitiver Gesundheit, Alterungsprozesse und der fundamentalen Natur bewusster Erfahrung.

Ein zentrales Ergebnis betrifft die Entwicklung der Gehirnstruktur über die Lebensspanne. Ein Forschungsteam der Universität Cambridge identifizierte fünf klar unterscheidbare Epochen der Gehirnorganisation, wobei entscheidende Wendepunkte der neuronalen Vernetzung um die Lebensjahre 9, 32, 66 und 83 lokalisiert wurden. Basierend auf der Analyse von rund 3.800 MRT-Diffusionsscans von Personen bis zu 90 Jahren impliziert diese Forschung, dass die Hirnverdrahtung an diesen spezifischen Datenpunkten signifikante Verschiebungen erfährt. Die längste dieser Phasen ist der stabilisierte Erwachsenenmodus, der mit etwa 32 Jahren beginnt und sich über mehr als drei Jahrzehnte erstreckt. Diese Phasenanalyse, veröffentlicht in Nature Communications, liefert wichtige Hinweise darauf, wann das Gehirn am anfälligsten für Störungen wie Lernschwierigkeiten oder Demenz ist.

Im Bereich des Gedächtnisses wurde die Annahme zur infantilen Amnesie neu bewertet. Studien bestätigten, dass der für das Gedächtnis essenzielle Hippocampus bereits in der frühen Kindheit Erinnerungen speichert. Die vorherrschende Annahme, das Gehirn von Kleinkindern sei zu unreif für die Kodierung episodischer Erinnerungen, wird damit in Frage gestellt. Forscher der Yale University nutzten funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) an 26 Probanden im Alter von 4 bis 25 Monaten und fanden charakteristische Hippocampus-Aktivitäten bei Einjährigen. Dies deutet darauf hin, dass das Gehirn die Inhalte speichert, der spätere Abruf jedoch durch nachfolgende Entwicklungsprozesse unterdrückt wird, was den Mechanismus auf den bewussten Zugriff statt auf das Speichern verlagert.

Eine unerwartete Entdeckung im Kontext von Alterung und Krankheit betrifft das Protein p-tau217. Eine internationale Kooperation belegte, dass gesunde Neugeborene hohe Konzentrationen dieses Proteinfragments aufweisen, das bei Erwachsenen mit den toxischen Tangles der Alzheimer-Krankheit assoziiert ist. Die Blutwerte bei Neugeborenen übertrafen sogar jene von Alzheimer-Patienten, wobei Frühgeborene die höchsten Werte zeigten. Diese Befunde legen eine duale Rolle nahe: Während die erhöhten Werte bei Alzheimer pathologisch sind, scheinen sie in der frühen Entwicklung eine protektive Funktion zu erfüllen, indem sie das neuronale Wachstum und die Konnektivität fördern, bevor die Werte in den ersten Lebensmonaten auf das Niveau junger Erwachsener absinken.

Ein langjähriges neurobiologisches Dogma wurde durch Forschungen am Karolinska Institutet in Schweden entkräftet: Direkte Beweise untermauern, dass die Neurogenese, die Bildung neuer Neuronen im Hippocampus, beim Menschen bis ins hohe Alter von 78 Jahren aktiv anhält. Wissenschaftler identifizierten mittels Single-Zell-Transkriptomik die Vorläuferzellen, die sich in reife Nervenzellen umwandeln, und bestätigten damit die Plastizität des erwachsenen Gehirns. Diese Erkenntnis, die auf der Analyse von Hirngewebe von Personen bis zu 78 Jahren beruht, eröffnet neue Wege für das Verständnis von Lernen und altersbedingten kognitiven Prozessen.

Hinsichtlich der Grenzen der Wahrnehmung lieferten Forscher des University College London (UCL) Einblicke in den Mechanismus der Realitätsprüfung. Sie entdeckten, dass der Fusiforme Gyrus ein „Realitätssignal“ generiert, das auf der Stärke der sensorischen Eingaben basiert; eine zu starke Aktivierung dieses Areals kann demnach zur Verwechslung von Vorstellung und Realität führen. Ergänzend gelang es Forschern der UC Berkeley in Kollaboration mit der University of Washington, durch selektive Stimulation der M-Zapfen im Auge die Wahrnehmung einer neuartigen Farbe namens „olo“ zu induzieren. Diese Farbe, beschrieben als ein extrem gesättigtes Blaugrün, liegt außerhalb des normalen menschlichen Farbspektrums und wurde bislang nur von wenigen Studienteilnehmern erlebt. Die „Oz“-Technik, welche hochpräzise Laserpulse nutzt, um die natürliche Überlappung der Zapfenreaktionen zu umgehen, dient als Werkzeug zur Erforschung der visuellen Verarbeitung.

Abschließend wurden im Rahmen einer Kooperation empirische Daten aus fMRT- und MEG-Scans gewonnen, welche die Kernvorhersagen sowohl der Global Neuronal Workspace Theory (GNWT) als auch der Integrated Information Theory (IIT) herausforderten. Die Ergebnisse stellten zentrale Thesen beider Modelle in Frage, etwa die Behauptung der IIT bezüglich der anhaltenden Synchronisation im posterioren Kortex. Dies unterstreicht die anhaltende Komplexität bei der vollständigen Entschlüsselung des Bewusstseinsrätsels und liefert gleichzeitig einen konstruktiven Rahmen für zukünftige, kollaborative Forschung in der kognitiven Neurowissenschaft.