Ludwig-Maximilians-Universität München
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Evolution der Sprache

Schneller lernen

München, 17.09.2014

Die menschliche Version des „Sprachgens“ Foxp2 führt zu schnellerem Lernen und zu Änderungen in neuronalen Schaltkreisen, die für die Evolution der Sprache wichtig gewesen sein könnten, wie LMU-Forscher zeigen konnten.

Foto: lassedesignen - Fotolia.com

Allein der Mensch verfügt über die Fähigkeit zu sprechen. „Welche genetischen Änderungen während der letzten sechs Millionen Jahre menschlicher Evolution dafür wichtig gewesen sein könnten, ist weitgehend unbekannt, aber das Gen Foxp2 ist der beste Kandidat“, sagt Wolfgang Enard, Inhaber des Lehrstuhls für Anthropologie und Humanbiologie an der LMU. Enard ist bei der Untersuchung der molekularen Grundlagen der Sprache nun einen Schritt weitergekommen. Darüber berichtet er mit Kollegen mehrerer Hochschulen, darunter das Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, sowie vom Max-Planck Institut für evolutionäre Anthropologie in der Fachzeitschrift PNAS.

Das Gen Foxp2 kodiert ein Protein, das als Transkriptionsfaktor hunderte andere Gene in verschiedenen Zellen in Säugetieren reguliert. Menschen mit nur einer statt zwei Kopien des Gens haben spezifische Schwierigkeiten sprechen zu lernen. „Das menschliche Foxp2 hat sich in den letzten sechs Millionen Jahren, seit sich unsere Linie vom Schimpansen getrennt hat, an zwei Stellen geändert. Das ist relativ viel, da sich Maus und Schimpanse nur durch eine Mutation in diesem Gen unterscheiden, die in über 100 Millionen Jahren Evolution aufgetreten ist. Die Frage ist, welche Rolle die menschliche Variante dieses Transkriptionsfaktors beim Spracherwerb spielt“, sagt Enard.

In früheren Untersuchungen hat Enard bereits herausgefunden, dass die Änderungen in dem menschlichen Gen Foxp2 vor allem das Gehirn betreffen. Bei Mäusen, die die menschliche Variante des Foxp2-Gens tragen, lassen sich Veränderungen in zwei neuronalen Schaltkreisen in den Basalganglien des Großhirns beobachten. „Die betroffenen Schaltkreise spielen eine entscheidende Rolle für den Erwerb von Gewohnheiten und anderen kognitiven und motorischen Fähigkeiten“, erklärt Enard.

Bewusste und unbewusste Lernprozesse
Nun konnte das Forscherteam im Mausmodell nachweisen, dass die menschliche Variante des Foxp2-Gens unter bestimmten Bedingungen das Lernen verbessert. „Wir konnten zum ersten Mal zeigen, dass die Lernfähigkeit von der Genmutation betroffen ist. Das Gen ändert die Balance in den deklarativen und motorischen Schaltkreisen im Gehirn. Die Mäuse lernen dadurch schneller und können Zusammenhänge schneller erfassen“, sagt Enard.

Beim Spracherwerb spielen offenbar sowohl bewusste „deklarative“ Fähigkeiten als auch unbewusstes Wiederholen zusammen. „Beim Lernen automatisieren sich die Vorgänge und durch diese Prozeduralisierung lernt man schneller“, erläutert Enard. In verschiedenen Tests haben die Wissenschaftler nun im Mausmodell gezeigt, wie die beiden Schaltkreise durch die Genmutation zusammenspielen. „Die menschliche Variante des Foxp2-Gens beeinflusst die assoziativen und sensomotorischen Nervenverknüpfungen sowie den Botenstoff Dopamin beim Lernen. Der schnellere Wechsel von bewussten zu unbewussten Formen des Lernens könnte beim Erwerb von Sprache eine Rolle spielen“, schließt Enard aus den Ergebnissen.

Foxp2 ist bislang das einzige Gen, das direkt mit der Evolution von Sprache in Verbindung gebracht werden kann. Die Untersuchungen von Foxp2 sind wegweisend, um die Evolution des menschlichen Gehirns besser zu verstehen. Es wurde im Rahmen von Untersuchungen einer Familie entdeckt, bei der viele Angehörige an schweren Sprachstörungen leiden, die durch schlechtere motorische Kontrolle des Sprechapparats und anderer Muskeln in Gesicht und Mund verursacht werden. (PNAS 2014)