Die höheren kognitiven Fähigkeiten des Menschen sind vor allem in der Hirnrinde lokalisiert. In dieser nur wenigen Millimeter dicken Schicht aus Nervenzellen und Stützgewebe ist auf eine noch mysteriös erscheinende Weise das "Bewusstsein" des Menschen eingebettet. Auch das Gedächtnis und die Kreativität des Menschen sind Leistungen der Hirnrinde. Die Zellen der Rinde sind untereinander sowohl vertikal, wie auch horizontal verknüpft. Über den vertikalen Weg gelangen insbesondere neue Informationen in die Hirnrinde. Die Erregungen stammen dabei entweder aus den Sinnesorganen oder aus anderen Teilen des Gehirns. Über die horizontalen Verknüpfungen integriert die Rinde dann lokal die von außen eintreffenden Informationen. So stammen etwa die Erregungen der Sehrinde aus dem Sehnerv und geben das Muster des gegenwärtigen Bildes auf der Netzhaut wieder. Über die horizontalen Verknüpfungen in der Sehrinde wird dieses Muster dann erstmals analysiert. Das Ergebnis der Analysen wird dann an andere Areale der Hirnrinde weitergereicht. Dort treffen sie dann wiederum über die vertikalen Informationskanäle ein, um erneut horizontal miteinander verknüpft zu werden.

David Prince von der Stanford-Universität und seine Kollegen berichten in der aktuellen Ausgabe des Fachblattes Science über neue Einzelheiten der Vorgänge in der Hirnrinde. Offenbar spielt der Botenstoff Acetylcholin dort eine zentrale Rolle. Er ist ein sogenannter Neuromodulator, der nicht konkrete Informationen weitergibt, sondern die generelle Aktivität von Nervenzellen steuert. Er hilft dabei, Ordnung in das Chaos der Nervensignale zu bringen. Wird Acetylcholin in der Hirnrinde ausgeschüttet, fördert dies offenbar die horizontale Kommunikation zwischen den Nervenzellen und blockiert gleichzeitig die vertikalen Verbindungen. Auf diese Weise gewinnt die Hirnrinde vermutlich kurze Verschnaufpausen", um gerade eingetroffene Informationen koordinieren zu können, ohne dabei von neu hereindrängenden Eindrücken gestört zu werden.

Diesen Fund haben die Wissenschaftler an Schnitten von Rattenhirnen gemacht. Die Entdeckung wird aber auch durch eine schon länger bekannte Beobachtung aus der Medizin gestützt: Menschen mit einem hohen Acetylcholinspiegel in der Hirnrinde neigen bisweilen zu epileptischen Anfällen. Diese werden ausgelöst, wenn die Hirnrinde horizontal enthemmt ist und in Folge dessen elektrische Erregungen unkontrolliert über die Oberfläche des Gehirns fluten.

Quelle: Andreas Wawrzinek, Science, Stanford University, 19.8.1998