Trotz gleicher genetischer Veranlagung haben eineiige Zwillinge ihre ganz eigene Persönlichkeit. Wie ihre Individualität zustande kommt, war bisher ein Rätsel. Doch jetzt haben Forscher herausgefunden, dass Lebenserfahrungen die Entwicklung des Gehirns beeinflussen – und das könnte uns helfen zu verstehen, wie sich Persönlichkeiten bilden.
Wer wir im Verhalten und körperlich sind, hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Die Gene spielen eine große Rolle, aber auch die Umwelt, die die Art und Weise, wie unsere Gene zum Ausdruck kommen, beeinflussen kann. So können beispielsweise eineiige Zwillinge aufgrund unterschiedlicher Ernährung, schwerer Krankheiten oder sogar unterschiedlicher Plazentaverbindungen im Mutterleib unterschiedlich groß oder schwer sein.
„In Zwillingsstudien wurde deutlich, dass, obwohl die Zwillinge eineiig sind (eineiige Zwillinge), dennoch einige Unterschiede zwischen ihnen bestehen, die sich im Laufe der Zeit herausbilden“, sagt Gerd Kempermann, Verhaltensgenetiker an der Technischen Universität Dresden und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in Deutschland. „Eineiige Zwillinge sind sich oft verblüffend ähnlich, aber Mütter und nahe Verwandte können sie trotzdem leicht auseinanderhalten.“
Wichtig ist, dass eineiige Zwillinge, die im gleichen Haushalt – der gleichen „äußeren“ Umgebung – aufwachsen, im Laufe der Zeit trotzdem Persönlichkeitsunterschiede entwickeln. Verhaltensgenetiker führen diese Unterschiede seit langem auf Einflüsse aus der „nicht gemeinsamen Umgebung“ zurück, obwohl es keinen wirklichen Konsens darüber gibt, woraus die nicht gemeinsame Umgebung genau besteht, so Kempermann gegenüber io9. In Zwillingsstudien, sagt er, laufen diese nicht-gemeinsamen Umwelteinflüsse im Wesentlichen auf die individuellen Erfahrungen der Geschwister und ihre eigenen persönlichen Interaktionen mit ihrer Umwelt hinaus.
Kemperman und seine Kollegen untersuchten genetisch identische Mäuse und fanden heraus, dass ihre Erfahrungen das Wachstum neuer Neuronen im Hippocampus beeinflussten – einem Teil des Gehirns, der mit Lernen und Gedächtnis verbunden ist. Sie glauben, dass diese neurologischen Veränderungen individuelle Unterschiede im Verhalten und in der Persönlichkeit fördern.
Natürlich sollte sich die Entwicklung von Persönlichkeitsunterschieden auch im Gehirn widerspiegeln. Im Hippocampus werden in einem Prozess, der Neurogenese genannt wird, ständig neue Neuronen gebildet. Deshalb fragten sich Kempermann und seine Kollegen: Wie treiben Lebenserfahrungen die Individualisierung im Gehirn voran? Wenn genetisch identische Mäuse in der gleichen Umgebung lebten, wie viel Individualität würden sie dann entwickeln, und würden sich ihre unterschiedlichen „Persönlichkeiten“ in ihrer Neurogenese im Hippocampus widerspiegeln?
Um das herauszufinden, hielten Kempermann und seine Kollegen 40 genetisch identische Inzuchtmäuse in einer komplexen Arena. Der Käfig hatte mehrere Ebenen, die jeweils mit Spielzeug, Röhren und anderen Objekten gefüllt waren, um die Umgebung zu bereichern. Das Team stattete jede erwachsene Maus mit einem RFID-Transponder (Radio Frequency Identification) aus und verteilte 20 Funkantennen in der großen Arena.
Schema für das mehrstöckige Zuhause der Mäuse. Mit freundlicher Genehmigung von Science/AAAS.
Dieser Aufbau ermöglichte es den Forschern, zu verfolgen, wie viel von der Umgebung jedes Nagetier abdeckte, und ihr Erkundungsverhalten während des dreimonatigen Experiments zu quantifizieren. Die Forscher injizierten den Mäusen auch eine Substanz, die Zellen markiert, die sich teilen, so dass sie die Vermehrung neuer Hippocampus-Neuronen verfolgen konnten.
Das Team stellte fest, dass die Mäuse, obwohl genetisch identisch, ein sehr individuelles Erkundungsverhalten zeigten. Sie lebten in genau der gleichen Umgebung, aber sie reagierten unterschiedlich auf diese Umgebung, sagt Kempermann und fügt hinzu, dass die Verhaltensunterschiede mit der Zeit immer größer wurden. So wurden einige Mäuse zu Entdeckern, die im Laufe der Monate immer mehr in der Umgebung umherstreiften, während andere Mäuse es vorzogen, wirklich in Gebieten zu bleiben, die sie kannten.
Und diese Verhaltensunterschiede zeigten sich in der Neurogenese im Hippocampus der Mäuse – Mäuse, die ihre Umgebung intensiver erkundeten, bildeten mehr neue Neuronen als ihre weniger abenteuerlustigen Geschwister. Außerdem zeigten die Mäuse in dieser großen Arena im Durchschnitt mehr Neurogenese als die Kontrollmäuse, die in kleineren, weniger anregenden Käfigen untergebracht waren.
Wir fassen also zusammen: Die Erfahrungen der Mäuse oder die Interaktionen mit ihrer Umwelt beeinflussten ihre langfristigen Verhaltensmuster und das Wachstum neuer Neuronen und förderten so die Entwicklung unterschiedlicher Persönlichkeiten, obwohl sie genetisch identisch sind.
Und da auch Menschen eine hippocampale Neurogenese durchlaufen, glaubt Kempermann, dass das Team die neurologische Grundlage für die menschliche Individualität gefunden hat. „Es ist ein beruhigender Gedanke, dass nicht nur unsere Gene und nicht nur die äußere Umgebung, sondern auch unsere Erfahrungen zu unserer Individualität beitragen“, sagt er.
Kempermann weist auch darauf hin, dass die Wissenschaftler nun ein neues Modell haben, um zu untersuchen, wie unterschiedliche Erfahrungen zur Formung verschiedener Persönlichkeiten beitragen. „Es eröffnet eine neue Art von Ansatz für ein altes Problem“, sagt er. Das Team konzentrierte sich zum Beispiel nur auf die Interaktionen der Mäuse mit ihrer physischen Umgebung, aber welche Rolle spielen soziale Interaktionen bei der Neurogenese im Hippocampus und bei der Entwicklung des Verhaltens?
Fürs Erste sind die Forscher daran interessiert, ein klareres Bild von ihren Ergebnissen zu bekommen. Sie möchten unter anderem herausfinden, wie sich das Verhalten der Mäuse entwickelt. In ihrer Studie sahen sie, dass Mäuse, die anfangs abenteuerlustig waren, im Laufe der Zeit die Umgebung immer mehr erkundeten, bis dieses Erkundungsverhalten stabil wurde – aber was brachte diese Mäuse überhaupt dazu, ihre Umgebung zu untersuchen?
„Dann sind wir natürlich an den Mechanismen interessiert“, sagt Kempermann. „Wie verändert die Aktivität des Erkundens eigentlich das Gehirn? Wir wollen die Kausalität des Ganzen untersuchen.“
Die Arbeit wurde heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Top image via Shawn Welling/Wikimedia Commons.