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Mehr Köpfchen?


Gehirn & Geist - epaper ⋅ Ausgabe 8/2019 vom 05.07.2019

INTELLIGENZ Statistisch hängt der IQ eines Menschen zwar durchaus mit der Größe seines Gehirns zusammen. Dennoch spielt das reine Volumen dabei nur eine kleine Rolle.


Was hat Hirse mit der Hirngröße zu tun? Ganz einfach: Mit dem einen kann man das andere messen. Als Neuroanatomen im 19. Jahrhundert versuchten, die Größe des menschlichen Gehirns zu berechnen, gab es weder Kernspintomografen noch andere moderne bildgebende Verfahren. Also mussten sie sich etwas einfallen lassen. Sie versuchten, die Größe unseres Denkorgans über das Schädelinnere zu erfassen, doch auch das war nicht ganz ohne. Einen ...

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Bildquelle: Gehirn & Geist, Ausgabe 8/2019

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... Totenschädel mit Wasser zu füllen und dessen Volumen zu bestimmen, wäre am exaktesten gewesen. Aber das Wasser sickerte durch die oft porösen Schädel hindurch. 1837 kam der deutsche Anatom und Physiologe Friedrich Tiedemann (1781–1861) deshalb auf die Idee, Schädel mit Hirse zu füllen und anschließend die Hirsekörner zu zählen. Er notierte: »Es gibt ganz unzweifelhaft eine enge Verbindung zwischen der absoluten Größe des Gehirns und dem intellektuellen Vermögen und den Funktionen des Geistes.«

Sind Menschen mit einem großen Gehirn schlauer?


GLASKOPF: PRILL / GETTY IMAGES / ISTOCK; GEHIRN: DANIEL HEIGHTON / GETTY IMAGES / ISTOCK; HIRSE: ALTER_PHOTO / GETTY IMAGES / ISTOCK; BEARBEITUNG/COMPOSING: GEHIRN&GEIST

UNSER AUTOR

Christian Wolf ist promovierter Philosoph und Wissenschaftsjournalist in Berlin.

Auf einen Blick: Nicht allein die Größe zählt

1 Menschen mit einem größeren Gehirn sind im Schnitt intelligenter. Der Zusammenhang ist allerdings nur schwach ausgeprägt: Im besten Fall erklärt er zehn Prozent der Intelligenzunterschiede zwischen verschiedenen Personen.

2 Was genau Hirngröße und Denkvermögen miteinander verbindet, ist noch unklar. Spezielle Hirnbereiche, in denen viel Volumen ausgesprochen förderlich wirkt, konnten Forscher bislang nicht ausmachen.

3 Wahrscheinlich sind tenden-ziell Menschen mit besonders vielen Neuronen im Vorteil. Aber auch wie gut die Nervenbahnen isoliert sind, scheint für unsere geistigen Fähigkeiten eine Rolle zu spielen.

»Mit dieser Forschung wird seit Jahrzehnten massiv Politik gemacht«, sagt Andreas Heinz. Dem Direktor der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie an der Berliner Charité hört man eine gehörige Portion Ärger an. »Man hat versucht, die Menschen in Rassen einzuteilen und ihnen verschieden hohe IQ-Werte und Hirngrößen zugewiesen.« Schon der Pionier Francis Galton bemühte sich zu beweisen, dass sich anhand von Schädelgrößen Intelligenzunterschiede zwischen Rassen aufzeigen lassen. Nicht selten thronten die »Weißen« nicht nur bei der Größe des Gehirns, sondern ebenfalls bei der Intelligenz ganz oben, und die »Schwarzen« fanden sich am ganz unteren Ende wieder. Doch wenn man sich weltweit den Zusammenhang zwischen Hirngröße und Leistungen in Intelligenztests anschaue, gebe es folgendes Problem, so Heinz: Menschen, die beispielsweise nahe den Tropen lebten, seien meist von der Körpergröße her kleiner, und damit auch ihr Gehirn. »Und wenn sie bei IQ-Tests schlechter abschneiden, muss das nicht mit der geringeren Größe ihres Gehirns zusammenhängen. « Es könne auch an Umweltfaktoren wie schlechterer Ernährung und geringerer Bildung liegen.

Zudem könnten sich herkunftsabhängige Einflüsse wie Ernährung, Gesundheit und Bildung auf Hirngröße und Intelligenz auswirken und so den Zusammenhang zwischen ihnen verstärken – ohne dass sie kausal miteinander verbunden wären. Um nicht in diese Falle zu tappen, kontrollierten Forscher um Gideon Nave von der University of Pennsylvania für eine Untersuchung von 2018 mittels Genanalysen die Herkunft ihrer Probandinnen und Probanden. Auch sonst war ihre Studie in vielerlei Hinsicht vorbildlich. Sie griffen auf biologische Proben und Daten von mehr als 13 600 Menschen aus einer britischen Biodatenbank zurück. Zusätzlich kontrollierten sie den Einfluss möglicher anderer Faktoren wie Geschlecht, Alter, Körpergröße und den sozioökonomischen Status der Probanden. Trotz der strengen Kriterien stießen sie immerhin noch auf eine Korrelation von 0,19.

Dass die Studie von Nave und seinen Kollegen auf einen solch kleinen Wert kommt, wundert den Göttinger Psychologen Lars Penke nicht. Denn die britische BioG datenbank hatte lediglich die fluide Intelligenz der Teilnehmer gemessen – also die Fähigkeit der Probanden, logisch zu denken und Probleme zu lösen – und keine standardisierten IQ-Tests durchgeführt. »Als das Team um Nave die schlechte Messqualität kontrollierte, kamen sie auf ähnliche Werte wie wir in unserer Metaanalyse: um die 0,24.« Trotz aller Herausforderungen, methodischer Probleme und politischer Verirrungen: »Der Zusammenhang zwischen Hirngröße und Intelligenz ist robust und hat 200 Jahre der Forschung überdauert«, sagt Penke.

Die Ergebnisse von Intelligenztests sind normalverteilt. Die meisten Menschen liegen also um den Durchschnitt von 100 herum, während zum oberen und unteren Ende hin die viel seltenere Hoch- und Minderbegabung auftritt. Gut zwei Drittel der Gesamtbevölkerung fallen in den mittleren IQ-Bereich zwischen 85 und 115. Zu den Rändern hin nimmt die Häufigkeit immer weiter ab, so dass nur wenige Personen extrem hohe oder niedrige Werte erzielen.

KURZ ERKLÄRT: KORRELATION

Der Korrelationskoeffizient gibt an, wie eng zwei kontinuierliche Variablen statistisch gesehen zusammenhängen. Besteht überhaupt kein Zusammenhang, ist die Korrelation (r) gleich null. Ein Wert von +1 bedeutet, dass die zwei Größen sich exakt proportional zueinander verhalten: Steigt der Wert der einen, so wächst die andere im gleichen Maß. Beträgt die Korrelation –1, verändern sich die beiden Variablen ebenfalls perfekt proportional zueinander, aber in entgegengesetzte Richtungen. Wie der Intelligenzforscher Richard Nisbett beispielhaft erläutert, korrelieren Körpergröße und Gewicht ungefähr mit r = 0,7, Intelligenzquotient und Einkommen mit r = 0,3. Über Ursache und Wirkung sagt eine Korrelation nichts aus: Wenn zwei Merkmale statistisch zusammenhängen, liegt das oft daran, dass sie eine gemeinsame Ursache haben, also von derselben dritten Größe beeinflusst werden. So könnten IQ und Einkommen zum Beispiel beide vom Elternhaus, etwa dem Bildungsgrad von Mutter und Vater, abhängen.

Schaut man sich einzelne Aspekte der Hirngröße im Detail an, scheint die graue Substanz der Hirnrinde und damit die Anzahl der Neurone am stärksten mit Intelligenz zu korrelieren. »Möglicherweise bieten mehr Neurone einfach mehr Möglichkeiten, kognitive Netzwerke zu knüpfen«, vermutet Lars Penke. »Es ist ein bisschen wie beim Lego – mit mehr Steinen hat man mehr Möglichkeiten, die richtige Lösung für ein Problem zusammenzubauen.«

Der Sitz der geistigen Fähigkeiten

Doch bei näherem Hinsehen ist gar nicht so klar, inwieweit mehr Neurone eine höhere Intelligenz erklären können. Zwar weiß man aus dem Vergleich vieler biologischer Arten, dass mehr Hirnmasse im Schnitt mit höherer geistiger Leistungsfähigkeit einhergeht. »Aber ob sich solche Speziesunterschiede auf Vergleiche innerhalb der menschlichen Art übertragen lassen, ist vollkommen fraglich«, sagt Penke. Bei Menschen verfügen Männer im Schnitt über zehn Prozent größere Gehirne als Frauen – rund 130 Gramm, was einer halben Packung Butter entspricht. »Sie sind jedoch, was den IQ oder die allgemeine Intelligenz angeht, nicht schlauer.«

Forscher versuchen immer stärker einzugrenzen, in welchen Hirnwindungen mehr Masse gleichzeitig mehr Köpfchen bedeutet. Mit Hilfe einer MRT-Methode, der voxelbasierten Morphometrie, prüfen sie beispielsweise akribisch Bildpunkt für Bildpunkt das Hirnvolumen auf Anteile von grauer oder weißer Substanz. Auf diese Weise finde man Korrelate der Intelligenz vor allem in Arealen des Kortex, aber auch in den Basalganglien, sagt die Psychologin Ulrike Basten von der Universität Frankfurt. Offenbar steige die Intelligenz mit der Zahl der Nervenzellen in Hirnrinde und Basalganglien. »Das leuchtet insofern ein, als man den Basalganglien in Sachen Informationsverarbeitung eine Filterfunktion zuschreibt. «

Nach der in den Neurowissenschaften populären »parieto-frontalen Integrationstheorie« sind für die Intelligenz vor allem Areale im Scheitellappen und im Frontallappen wichtig. Allerdings fanden Ulrike Basten und ihre Kollegen in einer Metaanalyse 2015 kein eindeutiges Muster. »Von daher kann man meiner Meinung nach derzeit nur sagen, dass wohl das Volumen der grauen Substanz im Kortex mit Intelligenz zusam menhängt«, so Basten. »Man kann den Zusammenhang nicht sicher auf bestimmte Regionen der Hirnrinde eingrenzen. «

Bei der weißen Substanz, den Millionen von Nervenfaserverbindungen zwischen den Hirnregionen, kommt es offenbar weniger auf die Masse an. »Wenn man mehr Kabel zwischen elektrischen Geräten spannt, dann ist die Übertragung nicht besser«, erläutert Lars Penke. Entscheidend sei vielmehr, dass die richtigen Verbindungen geknüpft werden und dass diese verlässlich und schnell Informationen übermitteln.

Bei Korrelationen von 0,2 bis 0,3 können die Unterschiede im Volumen höchstens zehn Prozent der Unterschiede in der Intelligenz erklären. Die Hirngröße spielt beim Thema Intelligenz demnach nur eine untergeordnete Rolle. Die Verbindungen zwischen Nervenzellen entscheiden darüber, welche Information leicht wohin gelangt und wohin nicht, sagt Ulrike Basten: »Beides ist wichtig für die Informationsverarbeitung, die unseren Denkleistungen zu Grunde liegt.« Dabei kommt es auch darauf an, wie stark die Nervenfasern mit Myelin ummantelt, also elektrisch isoliert sind, weil das die Übertragung der Informationen beschleunigt.

Und nicht zuletzt fällt ins Gewicht, wie gesund die grauen Zellen sind. Denn selbst bei Menschen, die keine Beschwerden verspüren, findet man immer wieder Läsionen oder Mikroblutungen, nachweisbar unter anderem durch Eisenablagerungen. »Das kann sich negativ auf die Intelligenz auswirken«, sagt Lars Penke. Nimmt man diverse Unterschiede zusammen, die im Hirnscan sichtbar werden – neben besagten Schäden unter anderem das Hirnvolumen, die Dicke der Hirnrinde und die Struktur der weißen Substanz –, machen sie Schätzungen zufolge insgesamt rund 20 Prozent der Unterschiede in der Intelligenz aus. Um die verbleibenden 80 Prozent zu erklären, wird es noch viel Hirnschmalz und mehr als ein paar Schädel voll Hirse brauchen.

QUELLEN

Basten, U. et al.: Where smart brains are different: A quantitative meta-analysis of functional and structural brain imaging studies on intelligence.Intelligence 51, 2015

Nave, G. et al.: Are bigger brains smarter? Evidence from a large-scale preregistered study.Psychological Science, 2018

Pietschnig, J. et al.: Meta-analysis of associations between human brain volume and intelligence differences: How strong are they and what do they mean?Neuroscience & Biobehavioral Reviews 57, 2015

Ritchie, S. J. et al.: Beyond a bigger brain: Multivariable structural brain imaging and intelligence.Intelligence 51, 2015

Willerman, L. et al.: In vivo brain size and intelligence.Intelligence 15, 1991

Dieser Artikel im Internet: www.spektrum.de/artikel/1652258