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Warum ist der Mensch intelligenter als andere Tiere?
Die Neurowissenschaft ging lange davon aus, dass Menschen vor allem deshalb intelligenter als andere Tiere sind, weil sie mehr Neuronen besitzen und weil diese stärker miteinander verknüpft sind. Nun wurde entdeckt, dass die Intelligenz auch auf den besonderen morphologischen Aufbau zurückgeht, dank dem menschliche Neuronen nicht wie ein Ein-/Ausschalter funktionieren, sondern wie ein simpler Microchip.
Jerusalem (Israel). Menschen sind den meisten anderen Tierarten in vielen kognitiven Bereichen wie der Sprache und dem abstrakten Denken deutlich überlegen. In der Forschung ging man lange davon aus, dass die hohe Intelligenz des Menschen vor allem darauf zurückgeht, dass sein Gehirn im Verhältnis zu seiner Körpergröße überdurchschnittlich groß ist und besonders stark vernetzt ist. Nun haben Wissenschaftler der Hebrew University of Jerusalem (HUJI) um Idan Segev eine Studie publiziert, laut der das komplexe Netzwerk aus rund 86 Milliarden Nervenzellen im Gehirn eines erwachsenen Menschen nicht allein für die hohe Intelligenz verantwortlich sind.
Wie die Forscher erklären, können einzelne menschliche Neuronen deutlich komplexere Berechnungen durchführen als die Neuronen anderer Säugetiere. Dies könnte dabei helfen zu erklären, wieso Menschen intelligenter sind als Elefanten, die mehr Neuronen besitzen, und intelligenter als Honigbienen, deren Neuronendichte höher ist.
„Menschen stellen sich ein Neuron oft als einen einfachen Schalter vor, der entweder an- oder ausgeht. Was wir zeigen, ist, dass ein einzelnes menschliches Neuron selbst ein außerordentlich hochentwickeltes Rechengerät ist“, erklärt Idan Segev.
Laut den Wissenschaftlern um Idan Segev haben Studien zunehmend Hinweise darauf erbracht, dass nicht nur die Zahl der Neuronen, sondern vor allem ihre Eigenschaften entscheidend für die Intelligenz sind. Ein Beispiel dafür sind die Neuronen der menschlichen Großhirnrinde, die besonders lange, verzweigte Dendritenfortsätze besitzen.
„Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass auch die Eigenschaften der einzelnen Neuronen dafür eine wichtige Rolle spielen. Denn menschliche Neuronen unterscheiden sich von den Hirnzellen anderer Spezies sowohl morphologisch als auch physiologisch“, so Ido Aizenbud.
Weil es bisher unklar war, ob die menschliche Intelligenz tatsächlich durch die besonderen Eigenschaften der Neuronen entsteht, haben die Forscher eine Methode entwickelt, mit der die rechnerische Komplexität einzelner Neuronen bestimmt werden kann. Die Methode basiert auf einem Modell und Künstlicher Intelligenz (KI) und untersucht, wie schwierig es für ein modernes künstliches neuronales Netzwerk wäre, das Eingangs-/Ausgangsverhalten eines einzelnen Neurons zu erlernen und nachzubilden. Das Ergebnis ist der sogenannte Functional Complexity Index (FCI), eine Kennzahl, die angibt, wie schwer es für das künstliche „Zwillings“-Netzwerk ist, die Funktion des Neurons von der Eingabe bis zur Ausgabe nachzubilden.
Laut dem Modell unterscheiden sich die Neuronen von Menschen und Ratten stark. Ratten erreichen beim FCI lediglich einen Wert von 0,22, während die menschlichen Pyramidenneuronen 0,38 erreichen.
„Dies zeigt, dass die menschlichen Pyramidenneuronen eine größere funktionelle Komplexität aufweisen als die der Ratten“, erklären die Autoren.
Die Studie zeigt somit, dass die Neuronen des Menschen nicht nur An/Ausschalter sind, sondern Eigenschaften besitzen, die funktionell an einen kleinen Schaltkreis erinnern. Ein einzelnes Neuron entspricht demnach eher einem simplen Mikrochip, während man zuvor davon ausging, dass ein Neuron lediglich einem Transistor entspricht, also einem Element, das nur die Eigenschaft 1 oder 0 einnehmen kann. Die Rechenleistung eines einzelnen menschlichen Neurons übertrifft deshalb die Rechenleistung von Ratten und anderen Säugetieren deutlich.