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Die Evolution des Gehirns

 

Die Evolution benötigte über 650 Millionen Jahre, um aus den ersten sehr einfachen Nervensystemen in der Tierwelt das komplexe menschliche Gehirn zu entwickeln.
Letztendlich basiert jedoch alles auf den schon zu Beginn bestehenden Nervenzellen und dem Prinzip der elektrischen und chemischen Signale.

Bereits Einzeller besaßen chemische Rezeptoren, über die sie Signale aus der Umwelt aufnehmen konnten, die wiederum eine Reaktion auslösten. Dieses Prinzip wurde bis heute in der evolutionären Entwicklung beibehalten.
Für Mehrzeller war es nötig, Informationen aus unterschiedlichen Regionen des Körpers zusammenzuführen und zu verarbeiten, sodass sich die ersten Neuronen entwickelten. Sie entstanden aus Zellen der äußeren Hautschicht, die Reize empfangen und diese weiterleiten und verarbeiten konnten.
Quallen waren die ersten noch heute lebenden Lebewesen, die ein einfaches Nervensystem hatten,  in dem die den Körper durchziehenden Körper miteinander verknüpft waren. Sie besitzen jedoch noch kein Ansammlungszentrum, das man als Gehirn bezeichnen kann.

Eine solche Zusammenballung findet man erst bei Würmern.  Bei diesen ist ein Großteil der Nerven am Körpervorderende konzentriert, was den Beginn der Entwicklung des Gehirns deutlich zeigt.
Nach und nach prägte sich das vordere Ende immer mehr zu einem Kopf aus und das Zentrum der Nerven prägte sich immer weiter aus. Da auch die hinteren Teile der Würmer Signale erhalten muss, wird es durch einen dem Rückenmark ähnlichen Nervenstrang erreicht, das relativ gesehen unterhalb des Darms in der Körpermitte der Würmer liegt.
Etwas höher entwickelte Organismen, wie zum Beispiel Insekten oder Spinnen, haben einen in Segmente eingeteilten Körper und dementsprechend hat sich ein Strickleiternervensystem herausgebildet. Jedes einzelne Segment enthält paarige Nervenknoten, die man als Ganglien bezeichnet  und die das jeweilige Segment steuern. Die Ganglien sind jeweils paarweise und mit den Nervenknoten der benachbarten Segmente verknüpft.  Im Kopf der Insekten liegt das größte Nervenknotenpaar, das koordinierende Fähigkeiten besitzt und aus ungefähr 1 Millionen Neuronen besteht. Insekten sind somit bereits in der Lage, relativ komplexe Verhaltensweisen auszuführen, jedoch musste sich das Gehirn dahingegen weiterentwickeln, dass es sich an ändernde Umweltbedingungen besser anpassen konnte.

Der nächste große Schritt in der Evolution war das Gehirn der Wirbeltiere. Die vor etwa 500 Millionen auftretenden ersten Wirbeltiere besaßen eine Schädelkapsel, die das Gehirn schützte und ihr ZNS bestand vermutlich aus einem röhrenförmigen Nervenstrang auf der Rückenseite, der als Neuralrohr bezeichnet wird.

Die Evolution des Gehirns der Wirbeltiere begann mit einer blasenartigen Ausdehnung des Neuralrohrs am vorderen Ende des Körpers, die als Vorderhirn bezeichnet wird. Zwei weitere Zentren, die ebenfalls durch eine blasige Vergrößerung entstanden, schließen sich bezüglich der Lage gesehen daran an (Mittelhirn, Hinterhirn). Aus dem Hinterhirn, an das sich das Rückenmark anschließt, entstand in der weiteren Entwicklung das Kleinhirn. Das Mittelhirn wird auch heute noch als solches bezeichnet. Das Vorderhirn diente ursprünglich zum Riechen, das Mittelhirn zum verarbeitete die Informationen, die es von den Augen erhielt und das Hinterhirn kontrollierte Bewegungen und die räumliche Orientierung.
Der heute als solcher bezeichnete Hirnstamm, bestehend aus dem verlängerten Rückenmark, der Brücke und dem Mittelhirn und ist dafür zuständig, lebenserhaltende Funktionen wie die Atmung und den Herzschlag  zu koordinieren. Dieser Bereich des Gehirns hat sich im Laufe der Evolution nur in sehr geringem Ausmaß verändert.

Veränderungen traten vor allem im Vorderhirn auf, das sich zum Zwischen- und Großhirn entwickelte und zum Treffen von Entscheidungen und der Bewertung  von Informationen dient.
Eine höhere Leistung, die Fähigkeit zu komplexen Handlungen und die Lernbereitschaft verdankt das Gehirn der Wirbeltiere, vor allem der Vergrößerung der äußeren Schicht des Vorderhirns, der Großhirnrinde, die auch als Cortex bezeichnet wird.  Damit die immer größer werdende Oberfläche der äußeren Nervenschicht noch in den Schädel der Wirbeltiere passt, kam es zu einer immer stärkeren Auffaltung des Cortexes.
Der stammesgeschichtlich jüngste Teil der Großhirnrinde ist der Neocortex, der lediglich noch bei Säugetiere zu finden ist. Bei uns Menschen macht er über 90% der Oberfläche des Cortexes aus und besteht aus sensorischen Arealen, dem Motorcortex, der willkürliche Bewegungen steuert und den Assoziationszentren, die aufgenommene Sinneseindrücke mit den entsprechenden Emotionen und Verhaltensmustern verknüpfen.
Besonders diese assoziativen Areale sind in der Evolution des menschlichen Gehirns sehr stark angeschwollen und sind bei Affen deutlich weniger stark ausgeprägt.
Nachdem vor ungefähr sieben Millionen Jahren die Entwicklung der Menschen und Affen auseinanderging, vergrößerte sich das menschliche Gehirn zunächst nur langsam. Doch vor etwa 2 Millionen Jahren setzte ein deutlich beschleunigtes Hirnwachstum ein. Hatte das Gehirn des Homo habilis noch eine Größe von 600 Kubikzentimeter, wies das Gehirn eines vor ungefähr 190000 Jahren lebenden Homo sapiens bereits eine Größe von 1400 Kubikzentimetern auf.
Vermutet wird, dass dieses rasche Wachstum durch einen Klimawandel bedingt war, da die Menschen zu höheren geistigen Leistungen fähig sein mussten, um ihr Überleben durch die Nutzung besserer Werkzeuge und neuer Nahrungsquellen zu sichern.

 

 

Evolution der Sprache

 

Die Sprache ist für die Menschheit von hoher Bedeutung. Sie bildet das einzige menschliche verbale Kommunikationssystem. Sie ist strukturiert, symbolisch und sozial tradiert und ermöglicht dem Menschen sich untereinander zu verständigen. Dennoch gibt es viele Unterscheide zwischen den einzelnen Sprachen. Dies lässt sich durch die Evolution begründen. Biologische Sprachevolution meint dabei die genetische Evolution der menschlichen Sprachfähigkeit. Wohingegen mit der kulturellen Sprachevolution die Entstehung eines menschlichen Kommunikationssystem gleichzusetzen ist. Somit lässt sich durch Evolutionsforschungen abschätzen, wann erstmals mithilfe einer Sprache kommuniziert wurde und ermitteln, welche Unterschiede zwischen den einzelnen Lebewesen bestehen. Dabei ist die Entstehung und Entwicklung der Sprache (genetische Evolution) ein wichtiger Faktor. Zusätzlich kann man Parallelen, aber vor allem Unterschiede zu tierischen Kommunikationssystemen und Sprachfähigkeiten erkennen.

Heute weiß man durch Untersuchungen zum Aufkommen von sprachlichen Lauten, dass es auch anatomische Gründe gibt, wieso Menschenaffen keine gute Aussprache haben. Bei Säuglingen liegt nämlich zu Beispiel der Kehlkopf, ähnlich wie bei Primaten, weiter oben im Hals. Der obere Teil des Kehlkopfes schließt also die Verbindung zwischen Mund- und Nasenhöhle, was dem Säugling ermöglicht, gleichzeitig zu atmen und zu schlucken. Das Sprechen ist in diesem Zustand jedoch nicht möglich. Ab dem zweiten Lebensjahr beginnt bei Säuglingen dann der Kehlkopf nach unten zu wandern, sodass den Lauten der Stimmbänder und des Kehlkopfes nun eine Klangfarbe verliehen werden kann.

Im 19. Jahrhundert konnte noch eine weitere Erkenntnis erlangt werden. Der französische Anatom Paul Broca und der deutsche Arzt Karl Wernicke entdeckten zwei neue Sprachzentren: Das Broca- Zentrum, welches für das Sprechen verantwortlich ist, und das Wernicke-Zentrum, welches für das Verstehen von Sprache existiert. Heutzutage weiß man aber auch, dass beim Sprechen und beim Verstehen der Sprache weitere Hirnbereiche aktiv sind.

Anfangs dachte man ebenfalls, dass Sprache ein erworbenes Merkmal sei (Vgl.: jedes Kind muss erst seine Muttersprache lernen). Man weiß aber nun, dass die Fähigkeit, die Sprache zu lernen, angeboren ist. Die Sprache selbst muss aber erst gelernt werden. Diese Erkenntnis fasst man unter den Begriff der angeborenen Lerndisposition zusammen.

Weiterhin konnte man herausfinden, dass Gene bei der Produktion von Sprache aktiv sind. Das konnte man durch die Untersuchung einer Familie mit Sprachstörung 1998 ermitteln. Als verantwortliches Gen für die Produktion der Sprache konnte man das Gen FoxP2 identifizieren. Bei weiteren Untersuchung wurde dann auch bestätigt, dass dieses Gen genauso alt ist, wie der Mensch selbst. Dies lässt also vermuten, dass die Sprache erst mit dem Homo Sapiens entstanden ist. Dies ist aber nur eine Vermutung, ganz ausschließen, dass die Sprache schon vorher existierte, kann man es also nicht. Weiterhin sind anatomsiche (Gehirngröße, Aufabu des Vokaltraktes) und kognitive Faktoren (Gedächtniskapazität, soziales Lernen, symbolische Assoziationen) Vorraussetzung für Kommunikation durch Sprache.

Die entstandene Sprache des Homo Sapiens bildete somit die Ausgangsprache und entwickelte sich in Afrika. Durch die Migration des Homo Sapiens in andere Kontinente fand eine geographische Trennung von Populationen statt, sodass auch ihre Sprache sich unterschiedlich weiterentfaltete. Dieser Prozess wiederholte sich kontinuierlich, sodass nach ca. 60 000 Jahren alle Kontinente erreicht worden waren. Durch weitere Separationen von Populationen und unterschiedliche Kulturen wurde die Variabilität der Ausgangssprache immer größer. Folglich lassen sich die heutigen Sprachfamilien und Sprachunterschiede einzelner Länder erklären.

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