Als der Göttinger Anatom Rudolf Wagner 1856 ein Gehirn untersucht, das später fälschlicherweise für das Gehirn des berühmten Mathematikers Gauß gehalten wurde, fällt ihm eine unbekannte Besonderheit auf: Er sieht eine Verbindung über der Zentralfurche, die zwei Gehirnteile voneinander trennt, die er als „Brücke“ bezeichnet. 20 Jahre später – 1876 – suchte der Wiener Anatom Richard Heschl in über 1000 Gehirnen nach weiteren Fällen dieser „Brücke“ und konnte sie in sechs Gehirnen nachweisen. Zudem vermaß er eine gewöhnliche Hirnwindung an derselben Stelle, die jedoch am Boden der Furche liegt. Denn er hatte die Vermutung, dass ein Zusammenhang zwischen dieser „Tiefen-Windung“ und der „Brücke“ besteht: Wenn die tiefliegende Windung in unterschiedlichen Höhenausprägungen vorkommt, dann sollte die „Brücke“ an derselben Stelle auftreten, nur eben an der Hirnoberfläche. Die Daten bestätigten seine Annahme. 150 Jahre später konnten nun Forschende vom Deutschen Primatenzentrum – Leibniz-Institut für Primatenforschung (DPZ) und der Universität Göttingen unter Leitung von Renate Schweizer, Wissenschaftlerin in der Abteilung „Funktionelle Bildgebung“ am DPZ, Heschls Ergebnisse replizieren. Für ihre Arbeit erhielt Renate Schweizer gemeinsam mit ihren Mitautor*innen Anna M. Müllen und Julius Stropel nun den Replikationspreis der Organization for Human Brain Mapping. Der dem Preis zugrunde liegende Artikel erschien 2025 in der Fachzeitschrift Brain Structure and Function.

Gehirn des Mediziners C.H. Fuchs bringt Forschende auf die Spur der Originalstudie

Das Gehirn des Mediziners C. H. Fuchs, an dem Rudolf Wagner die extrem seltene „Brücke“ in der Zentralfurche erstmalig beschrieben hatte, wurde in den 1860er Jahren im Zuge wissenschaftlicher Arbeiten wahrscheinlich versehentlich mit dem Gehirn von C. F. Gauß vertauscht. Diese Verwechslung wurde im Jahre 2013 durch Renate Schweizer aufgedeckt. Dabei war es gerade die seltene „Brücke“ in der Zentralfurche, die den entscheidenden Hinweis auf die Vertauschung gab. In historischen Veröffentlichungen fand die Neurowissenschaftlerin dann die Arbeit von Richard Heschl, die 1877 publiziert wurde.

Der Zusammenhang zwischen „Brücke“ und gewöhnlicher Hirnwindung

Diese Arbeit von Richard Heschl war bis zum Erscheinen der Replikationsstudie die Einzige, die nicht nur zeigen konnte, wie selten die „Brücke“ in der Zentralfurche war, sondern gleichzeitig die Höhenverteilung, der in allen Gehirnen vorkommenden sogenannten „Tiefen-Windung“ an der Stelle der „Brücke“, beschrieb. Beides konnte nur mittels einer sehr großen Stichprobe gezeigt werden. In seiner „statistischen“ Arbeit untersuchte er deshalb innerhalb eines Jahres 1.087 Gehirne von verstorbenen Patient*innen des Allgemeinen Krankenhauses der Stadt Wien und konnte so seine Annahme zum Zusammenhang der beiden anatomischen Phänomene bestätigen.

Diese Vorgehensweise Heschls ist eine Besonderheit wie Renate Schweizer anmerkt: „Das Bestechende an dieser historischen Studie ist Heschls überraschend moderne Auffassung der großen Stichprobe als Basis für eine ‚statistische Arbeit‘. Daher war es besonders spannend eine Replikation dieser Studie mit modernen Methoden durchzuführen.“

Heschls Annahmen nach knapp 150 Jahren bestätigt und um neuen möglichen Einflussfaktor erweitert

Den Zusammenhang der tiefliegenden Windung in der Zentralfurche und der voll ausgeprägten „Brücke“ an derselben Stelle konnten Renate Schweizer und ihr Team nun bestätigen. Die Forschenden untersuchten strukturelle Magnetresonanzaufnahmen (MRT-Aufnahmen) von Gehirnen von 1.112 gesunden erwachsenen Menschen aus dem „Human Connectome Project Young Adult“ Datensatz.

Im ersten Teil der Studie konnten Heschls Ergebnisse zum Vorkommen der „Brücke“ mit einer Methodologie repliziert werden, die von seinem ursprünglichen Vorgehen – der visuellen Analyse kompletter Gehirne – inspiriert war. Dafür wurden aus den MRT-Aufnahmen sogenannte Oberflächenrekonstruktion generiert.

Während Heschl ursprünglich sechs Fälle einer „Brücke“ über die Zentralfurche feststellen konnte, was einer Prävalenz von 0,6 Prozent entspricht, wurden in der modernen Stichprobe neun Fälle entdeckt: eine leicht erhöhte Prävalenz von 0,8 Prozent. Diese geringe Erhöhung ist eventuell auf die moderne Stichprobe zurückzuführen, die zu 40 Prozent aus Zwillingen besteht, was zudem eine neue Erkenntnis möglich machte.

Denn die „Brücke“ wurde bei Zwillingen häufiger beobachtet – bei 1,8 Prozent der zweieiigen und 1,1 Prozent der eineiigen Zwillinge. Da sie jedoch meist nur bei einem der zwei Zwillinge vorliegt, gehen die Forschenden davon aus, dass die „Brücke“ nicht genetisch vermittelt, sondern durch frühe Umweltfaktoren bedingt ist. Wobei Renate Schweizer in diesem Zusammenhang anmerkt, „dass die überbrückte Zentralfurche eine anatomische Variation und keine Abweichung darstellt und deshalb auch keine bisher bekannten funktionellen Auswirkungen hat, weder in Form von Einschränkungen noch von Verbesserungen von Fähigkeiten.“

Der zweite Teil der Replikation war die Erfassung der Höhenverteilung der „Tiefen-Windung“. Hierzu wurde eine neue Berechnungsmethode genutzt, die von der beteiligten Doktorandin Anna M. Müllen entwickelt wurde. Auch hier fanden die Forschenden den identischen Trend wie Heschl: Trotz einer Abweichung in den absoluten Zahlen, bedingt durch die höhere Präzision der modernen Methode, fanden die Forschenden in der Höhenverteilung der „Tiefen-Windung“ den identischen Trend der Erhöhungen bis kurz unter die Hirnoberfläche.

Historische Studie nutzte erstaunlich modernes Vorgehen

Abschließen hebt Renate Schweizer die methodische und konzeptionelle Weitsicht Heschls hervor, die sie als außerordentlich modern für seine Zeit einstuft: „Heschl hat nicht nur den statistischen Ansatz propagiert und umgesetzt, sondern auch die Aussagekraft der Verteilung der Höhe der ‚tiefen Windung‘ genutzt, um den Zusammenhang von seltenen und generellen anatomischen Strukturen klären zu können – ein zentraler Leitgedanke der modernen neuroanatomischen Forschung.“

Preisverleihung der Organization for Human Brain Mapping in Bordeaux

Für Ihre einzigartige Kombination aus historischer Inspiration und modernen Methoden erhielt Renate Schweizer nun gemeinsam mit ihren Mitautor*innen Anna M. Müllen und Julius Stropel auf der Konferenz der Organization for Human Brain Mapping vom 14. bis 18. Juni 2026 in Bordeaux den Replikationspreis der Organization.