Standort: science.ORF.at / Meldung: "Wie wir gehen lernen"

Ein Kind geht, man sieht seine Beine von hinten

Wie wir gehen lernen

Menschenkinder brauchen im Vergleich zu anderen Tieren lange, um gehen zu lernen. Einmal erlernt stehen und gehen wir aber sehr sicher; aufrechter Gang und Zweibeinigkeit machen uns einzigartig. Die neuronalen Basis, auf der unser Gehen beruht, teilen wir aber mit anderen Arten - und zwar sowohl mit vierbeinigen Säugetieren als auch mit zweibeinigen Vögeln.

Physiologie 18.11.2011

Menschenbabys und Rattenbabys erlernen das Gehen aufgrund der gleichen Kette an Nervensignalen, berichten der Neurowissenschaftler Francesco Lacquaniti von der Universität Rom "Tor Vergata" und Kollegen in einer Studie.

Die Studie:

"Locomotor Primitives in Newborn Babies and Their Development" von Nadia Dominici und Kollegen ist in "Science" erschienen.

Gehirngröße hängt mit Gehbeginn zusammen

Die Fähigkeit zu gehen hängt stark mit der Entwicklung des Gehirns zusammen. Je mehr Gewicht es im Erwachsenenalter hat, desto später wird diese Fähigkeit in der Kindheit erlernt: Dies zeigte eine Studie aus dem Jahr 2009, die 24 Säugetierarten miteinander verglichen hat. Gemessen an der Zeitspanne von der Empfängnis bis zum Erlernen des Gehens dauert es bei Elefanten am längsten, bei Menschen am zweitlängsten, während es bei Mäusen am schnellsten geht.

Offensichtlich, so schreibt der Neurophysiologe Sten Grillner in einem Begleitkommentar zur aktuellen Studie, braucht es bei größeren und schwereren Gehirnen länger, bis sich die komplexen Nervennetze entwickeln, die für das Gehen notwendig sind. Die Art und Weise, wie sie das tun, sind aber dafür, dass wir Menschen uns als einzige Spezies überwiegend zweifüßig und aufrecht bewegen, erstaunlich ähnlich. Vergleiche mit Ratten, Rhesusaffen, Katzen und sogar Perlhühnern zeigten ähnliche neuronale Netzwerke wie beim Menschen.

Schon Neugeborene haben Gehreflex

Untersuchung des Gehreflexes eines Neugeborenen (links), des Gehens von einem rund 12 Monate alten Säugling (rechts)

Science/AAAS

Untersuchung des Gehreflexes eines Neugeborenen (links), des Gehens von einem rund 12 Monate alten Säugling (rechts)

Am genauesten untersucht haben Francesco Lacquaniti und sein Team das Gehen unserer eigenen Spezies. Sie maßen die elektrische Erregung von 20 beim Gehvorgang beteiligten Skelettmuskeln von elf bis 14 Monate alten Säuglingen, die gerade gehen gelernt hatten, von zwei bis vier Jahre alten Kleinkindern und von Erwachsenen. Die Resultate verglichen sie dann mit den Muskelaktivitäten, die beim Gehreflex von nur wenige Tage alten Neugeborenen auftreten. Wie im obigen Bild links zu sehen, werden die Babys dabei von einem der Forscher so gehalten, dass sie reflexartig gegen eine glatte Oberfläche treten.

Aus der Analyse der Tretbewegungen schließen die Neurophysiologen, dass die "Gehbewegung" der Neugeborenen zwei Phasen hat: Strecken und Beugen eines Beins sowie Abwechseln zwischen den beiden Beinen. Schon bei den Säuglingen wird dieses Bewegungsmuster komplizierter, es gibt Übergangsphasen, die etwa das Verhalten der Zehen vor der Streckphase des Beins betreffen. Die resultierende Vierphasen-Bewegung verstärkt sich bis ins Erwachsenenalter zunehmend, wobei die ursprünglichen zwei Phasen weiter enthalten bleiben, wie die Forscher berichten.

Stammt von uraltem gemeinsamen Vorfahren

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema "Zu Fuß gehen für Gesundheit und Klima" widmet sich ein Beitrag im Dimensionen Magazin, 18.11., 19:05 Uhr.

Die vier Phasen haben starke Ähnlichkeit mit jenen der verglichenen anderen Arten: und zwar sowohl der vierbeinigen Ratten, Katzen und Affen als auch der zweibeinigen Vogelart. Daraus schließen die Forscher, dass ihnen allen ein ähnlicher neuronaler Kreislauf zugrunde liegt.

Die Kommandozentrale der Bewegung befindet sich ihnen zufolge im Gehirnstamm, das Rückenmark generiert die motorischen Erregungsmuster, die zum richtigen Zeitpunkt zu den vier beobachteten Phasen führen, die aktivierten Muskeln der Beine sorgen dann für die konkrete Bewegung. Der Ursprung für diesen neuronalen Kreislauf müsse in einem gemeinsamen Vorgänger von Säugetieren und Vögeln zu finden sein, der vor mindestens 150 Millionen Jahren gelebt hat.

Der aufrechte Gang und die Zweifüßigkeit war zwar vermutlich das einschneidendste Ereignis der menschlichen Evolution, Mutter Natur hat bei ihrer Ermöglichung aber auf bereits vorhandenes Material zurückgegriffen. "Alte Elemente wurden dabei für ein völlig neues Design nicht verworfen, sondern für die Lösung neuer Probleme wirkungsvoll adaptiert", schreiben die Forscher in ihrer Studie.

Lukas Wieselberg, science.ORF.at

Mehr zu dem Thema: