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Der kleine Unterschied im menschlichen Gehirn

Mann und Frau © rawpixel

Können Männer wirklich nicht zuhören, und sind Frauen tatsächlich unfähig einzuparken? Forscher haben schon länger funktionelle Unterschiede zwischen beiden Hirnhälften entdeckt. Interessant ist, dass dieser "kleine Unterschied" zumindest einmal pro Monat bei den Frauen aufgehoben wird. 

Kognitive Geschlechtsunterschiede

Einige kognitive Geschlechtsunterschiede sind wissenschaftlich belegt. Zum Beispiel sind Frauen bei verbalen Fähigkeiten überlegen, bei denen es auf das schnelle Nennen von Zielwörtern ankommt. Männern dagegen fallen manche Aufgaben leichter, die besonders das räumliche Vorstellungsvermögen fordern.

Geschlechtsspezifische Unterschiede des Sprachvermögens und der visuellen Raumkognition sind also kein bösartiges Vorurteil, sondern wissenschaftliche Tatsache. Sie könnten das Ergebnis unterschiedlicher Erziehungsstile und/oder biologischer Faktoren sein. Für Letzteres spricht, dass sich weibliche und männliche Gehirne in ungefähr einem Dutzend anatomischer Merkmale unterscheiden.

Auf biologische Faktoren deuten auch Testergebnisse hin. Mit speziellen Versuchsanordnungen konnten Geschlechtsunterschiede nicht nur in verschiedenen Nationen, sondern auch über die letzten 30-40 Jahre hinweg recht konstant nachgewiesen werden, obwohl sich die Erziehungsstile in diesen Ländern und Zeitspannen extrem unterschieden. Zudem erhöhen sich bei Männern, die nach einer Geschlechtsumwandlung zu Frauen werden, unter Einnahme weiblicher Sexualhormone die Sprachkompetenzen auf Kosten der Raumkognitionen. Genau die umgekehrte Entwicklung machen Frauen durch, die zu Männern werden.

Sind die Hormone schuld?

Es spricht viel dafür, dass die kognitiven Unterschiede zwischen Männern und Frauen zumindest zum Teil durch unterschiedliche hormonelle Faktoren entstehen können, die dann wahrscheinlich geschlechtsspezifische Hirnmechanismen nach sich ziehen. Doch müssten dann nicht auch die hormonellen Schwankungen während des weiblichen Monatszyklus Veränderungen von kognitiven Leistungen erzeugen?

Dieser Frage ist man nachgegangen und hat weiblichen Testpersonen, die keine Hormonpräparate wie z.B. die Pille einnehmen, zweimal während ihres Zyklus Aufgaben gestellt, bei denen Frauen meist schlechter abschneiden als Männer.

Ein Testzeitpunkt lag während der Menstruation (2. Tag), wenn alle Sexualhormone auf dem Tiefpunkt sind. Die zweite Aufgabe wurde gestellt in der Lutealphase (22. Tag), in der der Hormonspiegel an Östradiol und Progesteron sehr hoch ist.

Die Ergebnisse waren eindeutig: Wenn die weiblichen Sexualhormone ihren Tiefpunkt erreichten (2. Tag), war die Leistung der Frauen beim mentalen Rotations-Test ähnlich gut wie die der Männer. Stiegen aber die Hormone zum 22. Tag an, dann sank die Leistung dramatisch ab. Die untersuchten Frauen waren demnach in ihren visuell-räumlichen Fähigkeit nicht prinzipiell schlechter als die Männer - es kam nur drauf an, wann man sie testete!

Auf den Zeitpunkt kommt es an

Da Sexualhormone vielfältige Einflüsse auf Hirnfunktionen haben, ist es nicht einfach, herauszufinden, welche dieser Funktionen bei den Versuchspersonen verändert wurden. Ein "aussichtsreicher Kandidat" sind die sog. zerebralen Asymmetrien - die Funktionsunterschiede zwischen der linken und der rechten Hirnhälfte.

Die linke Hirnseite zeigt bei Menschen eine Überlegenheit verbaler Fähigkeiten, während die rechte eine Dominanz für visuell-räumliche Funktionen besitzt. Diese funktionellen Links-Rechts-Unterschiede sind bei Männern ausgeprägter als bei Frauen. Könnte es sein, dass Frauen und Männer sich kognitiv unterscheiden, weil die Asymmetrien ihrer Gehirne unterschiedlich sind? Doch dann müssten sich mit der Kognition auch die Hirnasymmetrien während des Monatszyklus verändern.

Untersucht wurden die Asymmetrien beim Menschen mit einem speziellen Experiment ("Visuelle Halbfeldtechnik"), das es ermöglicht, quasi nur einer Hirnhälfte Bilder zu zeigen: Wenn eine Versuchsperson ein Kreuz in der Monitormitte betrachtet, wird die Figur links vom Fixationskreuz nur von ihrer rechten Hirnhälfte gesehen. Sobald die Versuchsperson nach links blickt und die Figur zentral ansieht, nehmen natürlich beide Hirnhälften diesen Stimulus wahr.

Für eine solche Blickbewegung brauchen Menschen ca. 200 Millisekunden. Verschwindet die seitliche Figur aber nach nur 180 Millisekunden vom Monitor, während die Versuchsperson noch auf das zentrale Fixationskreuz blickt, dann wird dieser lateralisierte Reiz nur von der rechten Hemisphäre wahrgenommen.

Was von links kommt: schnell erkannt

Im nächsten Schritt verglichen die Testpersonen verschiedene Figuren. Zunächst prägten sie sich eine zentral dargebotene abstrakte Figur einige Sekunden lang ein, sodass beide Hirnhälften diesen Reiz speicherten. Dann erschien anstelle der zentralen Figur kurz das Fixationskreuz. Anschließend wurde seitlich links oder rechts für 180 Millisekunden die gleiche oder eine andere Figur eingeblendet, während der Blick auf das Kreuz gerichtet blieb. Die Testperson entschied nun so schnell wie möglich per Tastendruck, ob es sich um die gleiche (G) oder eine ungleiche Figur (U) handelte.

In der Regel folgt die Antwort schneller und korrekter, wenn die zweite Figur auf dem Monitor links erschien, da die rechte Hemisphäre bei visuell-räumlichen Aufgaben überlegen ist. Dieses Ergebnis bestätigten die männlichen Versuchspersonen sowie Frauen während der Menstruation. Dagegen war bei den selben Frauen die Leistung ihrer beiden Hirnhälften während der Lutealphase seitengleich. Die cerebralen Asymmetrien für visuell-räumliche Aufgaben hatten sich tatsächlich während des Menstruationszyklus radikal verändert!

Eine Reduktion der weiblichen Sexualhormone führt also sowohl zu einer Leistungssteigerung bei der mentalen Rotation als auch zu einer asymmetrischen Hirnorganisation. Auch bei Frauen nach der Menopause fanden sich Links-rechts-Unterschiede für visuell-räumliche Reize, die denen von Männern wie auch von Frauen während der Menstruation entsprachen.

Das Progesteron ist Schuld

Die Untersuchungen zeigten, dass sich die Asymmetrie vor allem mit den Schwankungen des Hormons Progesteron veränderte. Progesteron steigt zum 22. Tag des Monatszyklus an und fällt dann wieder ab. Im Gehirn verbessert Progesteron die Funktion der Rezeptoren für den hemmenden Botenstoff GABA und reduziert gleichzeitig die Aufnahme und Umsetzung des aktivierenden Botenstoffs Glutamat.

Insgesamt sollte Progesteron somit auf viele Hirnprozesse dämpfend wirken. Dabei könnte Progesteron die zerebralen Asymmetrien vor allem durch die Veränderung des Informationsaustausches zwischen den beiden Hirnhälften über die große Faserverbindung (Corpus callosum) verändern.

Das Corpus callosum besteht aus über 200 Millionen Fasern und verbindet beide Hirnhälften miteinander. Die Nervenzellen, die das Corpus callosum bilden, verwenden fast ausschließlich Glutamat. Während der Lutealphase könnte das Progesteron somit die Wirksamkeit dieser Verbindung und damit zugleich die zerebralen Asymmetrien verringern. Wenn diese Überlegungen stimmen, müsste während des Menstruationszyklus die gesamte Erregbarkeit innerhalb der Hirnrinde schwanken. Doch wie kann man das nachweisen?

Sexualhormone dämpfen Aktivität von Nervenzellen

Die zeitliche Abfolge einer solchen Doppelreizmethode erlaubt eine Aussage bezüglich der aktuellen hemmenden und erregenden Zellaktivität in einer bestimmten Hirnregion. Mit einer vergleichbaren TMS-Technik wurde die Signalübertragung zwischen den beiden Hemisphären über das Corpus callosum untersucht. Diese TMS-Doppelreiz-Methode wurde nun bei Frauen in unterschiedlichen Phasen des Menstruationszyklus eingesetzt.

Die Aktivität der hemmenden und erregenden Neuronenverbände zeigte dabei in den unterschiedlichen Zyklusphasen deutliche Schwankungen. So verringerte sich die Aktivität der erregenden Zellverbände bei hoher Konzentration der Sexualhormone Östradiol und Progesteron in der Lutealphase deutlich, während die hemmenden Zellverbände gleichzeitig aktiviert wurden. Hieraus resultierte insgesamt eine geringere Aktivierbarkeit bestimmter Hirnregionen. Gleichzeitig war eine Veränderung des Informationsaustausches zwischen den beiden Hemisphären über das Corpus callosum nachweisbar: In der Lutealphase verringerte sich die Signalvermittlung, was den Test-Ergebnissen der Visuellen Halbfeldtechnik entspricht. 

Die mit sehr unterschiedlichen Verfahren gewonnenen Untersuchungsergebnisse belegen eindrucksvoll eine im Verlauf des weiblichen Zyklus durch Hormone bedingte wechselnde Asymmetrie der Hirnfunktion. Diese Schwankungen schlagen sich in tagtäglichen Funktionen nieder. Die Forschungsergebnisse zeigen nicht nur, dass sich "der kleine Unterschied" im Gehirn des Menschen objektiv begründen lässt, sondern dass dieser Unterschied hormonabhängig schwankt.

Aktualisiert: 29.08.2016 – Autor: MEDI-NETZ

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