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Wissenschaftler sagen, dass sie vielleicht einen Weg gefunden haben zu wissen, wie sich das menschliche Gehirn verändert und entwickelt, wenn das Kind allmählich zu einem Erwachsenen heranreift. Alles, was sie zu brauchen scheint, sind periodische 5-Minuten-Gehirnscans, heißt es in einem Artikel in der Zeitschrift Science vom 10. September. Die Autoren sagen, dass die geistige Entwicklung eines Kindes ähnlich wie Größe und Gewicht überwacht werden könnten.
Nico Dosenbach, Abteilung für Neurologie, Medizinische Fakultät der Universität Washington, St. Louis, und ein Team bestehend aus Forschern aus verschiedenen Teilen der USA untersuchten die fcMRIs (Functional Connectivity Magnetic Resonance Imaging) Gehirnscans von 238 Freiwilligen im Alter zwischen 7 und 30 Jahren Jahre. Sie verwendeten eine moderne Musteranalyse-Software, um zu entdecken, wie das menschliche Gehirn im Laufe der Zeit reift.
Die Autoren erklärten, dass ein fünfminütiger Scan 13.000 Messungen funktioneller Gehirnverbindungen aufdecken kann.
Die Technik, die das Team verwendet, nutzt MRI (Magnetresonanztomographie), die bereits häufig zur Messung der Gehirnaktivität durch Korrelation der Veränderungen des Blutflusses zu verschiedenen Regionen im Gehirn bestellt wird.
FcMRI (Functional Connectivity Magnetresonanztomographie) misst die Verbindung in den ruhenden Gehirnen von Individuen. Die Software, ein Computerprogramm, analysiert, wie sich die Verbindungen im Gehirn verändern, wenn der Mensch reift.
Dosenbach sagte:

Wir wollten unsere Analysen auf die Ebene der einzelnen Subjekte bringen und sinnvolle Entscheidungen über Individuen treffen. Auf der Grundlage unserer früheren Analysen auf Gruppenebene waren wir zuversichtlich, dass wir die Diagnose und Prognose des maschinellen Lernens auf das Studium der typischen Entwicklung anwenden können.

Die Forscher fanden heraus, dass im Laufe der Zeit ..:
  • Die Stärke neuronaler Gehirnverbindungen mit großer Reichweite nimmt mit zunehmendem Alter zu
  • ..die Stärke von Kurzstreckenverbindungen neigt dazu, mit dem Alter schwächer zu werden
Der Verlust von Kurzstrecken-Gehirn-Verbindungen scheint eher auf die Gehirnreife als auf jeden anderen Faktor hinzuweisen, schrieben die Forscher.
Je reifer das menschliche Gehirn ist, desto schärfer sind die neuronalen Verbindungen, aber im Vergleich zu einem jüngeren Gehirn sind es weniger, so die Wissenschaftler.
Eines Tages könnte es zur Standardpraxis werden, periodische 5-minütige fcMRI-Gehirnscans durchzuführen. Die Forscher sagen, dass diese Scans Ärzte beim Screening, bei der Diagnose und Behandlung von Personen mit gestörter Hirnfunktion helfen würden.
Dosenbach sagte:
Der Index der funktionellen Konnektivitätsreifung wäre am nützlichsten als Allzweck-Screening-Werkzeug für Entwicklungsfehler unterschiedlicher Herkunft. Kliniker könnten es sogar longitudinal verfolgen, um ihre Patienten mit bekannten Störungen zu überwachen, beispielsweise um ihre Reaktionen auf verschiedene Therapien zu beurteilen. Hoffentlich können wir in Zukunft Diagnosemaschinen entwickeln, die speziell auf bestimmte Erkrankungen wie Autismus zugeschnitten sind.

Die Autoren betonen, dass viel mehr Arbeit erforderlich ist, um den Test zu verfeinern. Sie schätzen, dass sie zwischen den Gehirnen von Kindern im Alter von 7 bis 11 Jahren und Erwachsenen im Alter von 25 bis 30 Jahren mit 90% Genauigkeit unterscheiden können. Ihre derzeitige Technik kann zwischen Teenagern und Erwachsenen mit 75% Genauigkeit unterscheiden.
Vorhersage der individuellen Gehirnreifung mit fMRI
Nico UF Dosenbach, Binyam Nardos, Alexander L. Cohen, Damien A. Fair, Jonathan D. Power, Jessica A. Kirche, Steven M. Nelson, Gagan S. Perücke, Alecia C. Vogel, Christina N. Lessov-Schlaggar, Kelly Anne Barnes, Joseph W. Dubis, Eric Feczko, Rebecca S. Coalson, John R. Pruett, Jr., Deanna M. Barch, Steven E. Petersen, Bradley L. Schlaggar
Wissenschaft 10. September 2010: Vol. 329. nein. 5997, S. 1358 - 1361 DOI: 10.1126 / science.1194144
Geschrieben von Christian Nordqvist
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