Wie gelang es der Evolution, die Leistungsfähigkeit des menschlichen Gehirns so dramatisch zu steigern? Als Mechanismus kommt neben Größenzuwachs und besseren Verknüpfungsmustern auch eine Veränderung des Stoffwechsels in Frage: Eine effizientere Hirnchemie könnte beispielsweise Verarbeitungs- und Gedächtnisprozesse beschleunigt haben. Diese Vermutung bestätigen nun Forscher, die Menschen- und Affengehirne auf ihre biochemische Zusammensetzung untersuchten.

Das Team um Philipp Khaitovich vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig analysierte Hirngewebeproben von 49 Menschen, 11 Schimpansen und 45 Makaken auf ihren Gehalt an über 100 Metaboliten. Drei Viertel davon hatten eine von Art zu Art signifikant unterschiedliche Konzentration, wobei die genauen Mengenverhältnisse auch die Verwandtschaftsgrade widerspiegelten.

Aber auch innerhalb des menschlichen Gehirns gab es starke Auffälligkeiten. Extreme Unterschiede im Vergleich zum Affen fand das Team im am weitesten entwickelten Teil und Sitz höherer kognitiver Leistungen, dem präfrontalen Kortex. Im Kleinhirn, das in seinem Aufbau relativ gleich geblieben ist, ähnelten sich die drei Primaten hingegen sehr.

Die Unterschiede betrafen wichtige Neurotransmitter und konkret die Glutamatkonzentration im menschlichen Hirn. Die Substanz dient an den allermeisten erregenden Synapsen dazu, Reize weiterzuleiten, und ist damit an nahezu jeder kognitiven Leistung beteiligt. Dass das Glutamat bei Menschen in deutlich geringeren Mengen vorhanden war, wie die Forscher feststellten, deutet ihrer Ansicht nach auf eine besonders effektive Bereitstellung, Ausschüttung und Wiederaufnahme des Glutamats hin. Genetische Veränderungen in den daran beteiligten Enzymen hatten das bereits nahegelegt. (jd)