Immunzellen im Gehirn galten lange als unauffälliger Teil der Grundausstattung, zuständig für Abwehr und Aufräumarbeiten. Eine Untersuchung zeigt nun, dass sie beim Menschen ein außergewöhnlich langsames Entwicklungstempo besitzen. Während dieselben Zellen bei der Maus in etwa drei Wochen ausreifen, benötigen sie beim Menschen vier bis acht Jahre. Verantwortlich dafür ist ein Gen, das ausschließlich beim Menschen in mehrfacher Ausfertigung vorliegt.
Immunzellen im Gehirn heißen im Fachjargon Mikroglia und stellen die zahlenmäßig größte Gruppe der nicht neuronalen Zellen im zentralen Nervensystem. Anders als die übrigen Zelltypen des Gehirns stammen sie nicht aus dem Nervengewebe selbst, sondern wandern früh in der Embryonalentwicklung aus dem Dottersack ein und vermehren sich dort anschließend eigenständig. Ihre klassische Aufgabe ist die Abwehr von Eindringlingen und der Abbau geschädigter Nervenzellen. Weit wichtiger für die Entwicklung ist jedoch eine zweite Funktion: Sie beteiligen sich am gezielten Abbau überzähliger Kontaktstellen zwischen Nervenzellen. Dieses Ausdünnen ist kein Verlust, sondern der Vorgang, durch den aus einem zunächst überreichlich verschalteten Netzwerk ein funktionsfähiges wird.
Ein Forschungsteam des Zuckerman Institute der Columbia University in New York ist der Frage nachgegangen, ob diese Zellen beim Menschen nach demselben Zeitplan arbeiten wie bei anderen Säugetieren. Anlass war eine seit Langem bekannte Besonderheit: Menschliche Nervenzellen reifen ungewöhnlich langsam, ihre Kontaktstellen brauchen Jahre statt Wochen, um ihre endgültige Form zu erreichen. Fachlich wird dieses Muster als Neotenie bezeichnet, also als verlängerte Jugendphase. Es gilt als eine der plausibelsten Erklärungen für die kognitiven Fähigkeiten des Menschen, weil ein Gehirn, das lange unfertig bleibt, entsprechend lange durch Erfahrung geformt werden kann. Ob die begleitenden Immunzellen diesem Takt folgen, war offen.
In Versuchen mit Mäusen und mit menschlichen Zellkulturen zeigte sich ein deutlicher Unterschied. Menschliche Mikroglia benötigen etwa vier bis acht Jahre, um ihren ausgereiften Zustand zu erreichen. Bei Mäusen ist derselbe Vorgang nach ungefähr drei Wochen abgeschlossen. Der Abstand beträgt damit rund zwei Größenordnungen und lässt sich nicht allein mit der unterschiedlichen Lebenserwartung erklären. Entscheidend ist, dass dieser Zeitplan mit dem der Nervenzellen zusammenfällt. Beide Zelltypen bleiben über denselben ausgedehnten Zeitraum formbar, und das ist offenbar kein Zufall, sondern Voraussetzung dafür, dass das Ausdünnen der Verbindungen genau dann stattfindet, wenn das Netzwerk dafür bereit ist. Ein zu früh fertiges Aufräumsystem träfe auf Strukturen, die noch gar nicht bewertbar sind.
Die Ursache konnte das Team einem bestimmten Abschnitt des Erbguts zuordnen. Das Gen SRGAP2 gehört zu einigen Dutzend Genen, die im Verlauf der menschlichen Evolution zusätzlich kopiert wurden und deshalb ausschließlich beim Menschen in mehrfacher Ausfertigung vorliegen. Dieselbe Arbeitsgruppe hatte bereits vor Jahren gezeigt, dass diese Zusatzkopien bei Nervenzellen die Zahl der Kontaktstellen erhöhen und deren Reifung verlangsamen. Nun stellte sich heraus, dass die menschspezifischen Kopien in Mikroglia fast zehnmal häufiger abgelesen werden als in Nervenzellen. Wurde das Gen in den Immunzellen ausgeschaltet, reiften diese schneller heran. Damit steuert derselbe genetische Faktor das Entwicklungstempo zweier ganz unterschiedlicher Zelltypen und hält sie im Gleichtakt.
Auf den ersten Blick wirkt eine derart verzögerte Reifung wie ein Nachteil, denn sie verlängert eine Phase, in der das Gehirn besonders verletzlich ist. Genau darin liegt jedoch der vermutete Gewinn. Ein Netzwerk, das über Jahre hinweg formbar bleibt, kann auf Erfahrungen reagieren, die erst spät im Leben eines Kindes auftreten, etwa Sprache, soziale Beziehungen und abstraktes Denken. Ein früh fixiertes System wäre effizienter, aber weniger anpassungsfähig. Der Preis dafür ist eine ausgedehnte Abhängigkeit von Fürsorge, die in dieser Länge bei keinem anderen Säugetier auftritt. Dass gerade das Immunsystem des Gehirns diesem Zeitplan folgt, war bislang unbekannt und ordnet die Zellen neu ein: nicht als begleitende Infrastruktur, sondern als aktiver Bestandteil der Entwicklung selbst.
Aufschlussreich ist der Befund deshalb auch für die Erforschung von Erkrankungen. Störungen des Ausdünnens neuronaler Verbindungen werden seit Jahren mit Entwicklungsstörungen und mit psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, deren Symptome typischerweise erst in Kindheit oder Jugend auftreten. Wenn die zuständigen Zellen über Jahre unfertig bleiben, existiert ein entsprechend langes Zeitfenster, in dem Störungen wirksam werden können. Ebenso rücken neurodegenerative Erkrankungen in den Blick, bei denen Mikroglia im höheren Alter eine Rolle spielen. Wie eng Zellen des Gehirns überhaupt untersuchbar geworden sind, zeigt sich daran, dass inzwischen sogar Rechenmodule aus lebenden menschlichen Hirnzellen verfügbar sind.
Bei aller Anschaulichkeit der Zahlen ist der Befund vorsichtig zu lesen. Die Angabe von vier bis acht Jahren beruht auf dem Vergleich von Zellkulturen und Tierversuchen sowie auf Gewebeanalysen, nicht auf einer Beobachtung einzelner Kinder über diesen Zeitraum. Zellen, die außerhalb des Körpers heranwachsen, unterliegen nicht denselben Einflüssen wie im lebenden Gehirn, was die Übertragbarkeit begrenzt. Zudem ist die Verbindung zwischen langsamer Reifung und kognitiver Leistungsfähigkeit eine plausible Deutung, kein Beweis. Belegt ist, dass ein bestimmtes Gen das Tempo steuert und dass dieses Tempo beim Menschen ungewöhnlich ist. Ob daraus die menschliche Denkfähigkeit folgt, bleibt eine offene Frage, die sich mit vertretbarem Aufwand kaum direkt prüfen lässt.
Unabhängig davon fügt sich die Arbeit in ein größeres Bild ein. Die Suche nach dem, was den Menschen von nahen Verwandten unterscheidet, hat sich in den vergangenen Jahren von einzelnen spektakulären Genen hin zu Fragen des Timings verschoben. Nicht ein grundsätzlich anderer Bauplan scheint entscheidend zu sein, sondern die zeitliche Abstimmung ansonsten weitgehend identischer Bausteine. Wie präzise dieses Zusammenspiel arbeitet, zeigt sich auch an der Geschwindigkeit fertiger Hirnleistungen, etwa an dem Befund, dass Menschen den ersten Eindruck von einem Gesicht in 33 Millisekunden bilden. Zwischen jahrelanger Reifung und Entscheidungen im Millisekundenbereich liegt dieselbe Maschinerie.
Neuron, Human-specific SRGAP2 paralogs synchronize neotenic microglial maturation and synaptic development; doi:10.1016/j.neuron.2026.07.007