Die Scheune, in der er arbeitet, befindet sich im Pferdeland Millbrook, New York, aber sie hallt von Trillern, Tweets und Zwängen wider - die raue Musik von mehr als tausend Kanarien- und Finkenkäfigen. "Hören Sie, dass einer sein Herz heraussingt?" Fragt Fernando Nottebohm. "Er hat mehr als ein Dutzend Lieder. Er sagt den Männern: 'Das ist mein Territorium.' Er sagt den Frauen: ‚Hey, sieh mich an. '"
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Das Dekonstruieren von Vogelgesang scheint ein unwahrscheinlicher Weg zu sein, die Biologie durcheinander zu bringen. Aber Nottebohms Forschungen haben den Glauben gebrochen, dass ein Gehirn seine Nervenzellenquote kurz nach der Geburt erreicht und hilflos dasteht, wenn einer nach dem anderen stirbt - eine "Tatsache", die in den Schädel jedes Schulkindes trommelt. Im Gegenteil, der oft zerknitterte, in Argentinien geborene Biologe hat vor zwei Jahrzehnten gezeigt, dass das Gehirn eines männlichen Singvogels im Herbst frische Nervenzellen bildet, um die im Sommer absterbenden zu ersetzen.
Die Ergebnisse waren schockierend und die Wissenschaftler äußerten Skepsis, dass das erwachsene menschliche Gehirn das gleiche Talent zur Regeneration hatte. "Lies meine Lippen: keine neuen Neuronen", witzelte Pasko Rakic, ein Neurowissenschaftler der Yale University, der bezweifelte, dass eine Person wie ein Vogel neue Neuronen anbauen könnte, nur um ein Lied zu lernen.
Inspiriert von Nottebohms Arbeit stellten die Forscher jedoch fest, dass andere erwachsene Tiere - einschließlich Menschen - tatsächlich in der Lage sind, neue Gehirnzellen zu produzieren. Im Februar berichteten Wissenschaftler erstmals, dass brandneue Nerven im Gehirn von erwachsenen Mäusen Impulse zu leiten schienen - eine Erkenntnis, die sich mit den anhaltenden Bedenken befasste, dass neu gebildete erwachsene Neuronen möglicherweise nicht funktionieren. Obwohl solche Beweise vorläufig sind, glauben Wissenschaftler, dass diese wachsende Zahl von Forschungen Einblicke in das Lernen und Erinnern von Menschen geben wird. Das Studium der Neurogenese oder des Nervenwachstums kann sie auch dazu bringen, verheerende Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer, die durch Nervenschwund im Gehirn verursacht werden, besser zu verstehen und vielleicht zu behandeln.
Nur wenige hätten vorhergesagt, dass die kanarische Werbung zu einem solchen Durchbruch führen würde. Nottebohms Vogelstudien "haben uns die Augen geöffnet, dass sich das Gehirn eines Erwachsenen im Laufe des Lebens verändert und neue Zellen entwickelt", sagt der Neurobiologe Fred Gage vom Salk Institute in La Jolla, Kalifornien, dessen Labor kürzlich Hinweise auf ein erneutes Wachstum von Nervenzellen im menschlichen Gehirn gefunden hat.
Nottebohms Forschung hat sich in der Biologie und darüber hinaus einen Namen gemacht. Ein Wissenschaftler, der eine unkonventionelle Sichtweise vertritt und später bestätigt wird, sorgt für ein überzeugendes Drama, indem er einen Helden vorstellt, der den Rebellen in uns anspricht, und eine warnende Lektion, offen zu bleiben. Doch Nottebohm ist lieber Revolutionär als Staatsmann. "Einmal gehörte ich zu den fünf oder zehn Prozent der Wissenschaftler, die an Neurogenese glaubten", sagt er. "Jetzt akzeptieren 95 Prozent diese Position. Mir hat es besser gefallen, in der Minderheit zu sein."
Er ist seit seiner Kindheit ein Vogelliebhaber in Buenos Aires. "Vögeln zuzuhören war eine Art Hobby von mir", sagt er. "Andere Jungs hatten Autos, ich hatte Vögel. Ich habe gern versucht, sie anhand ihrer Lieder zu identifizieren." Er promovierte an der University of California in Berkeley - ja, studierte Vögel - bevor er an die Rockefeller University wechselte.
Ein entscheidender Moment war 1981, als er zeigte, dass sich die Lautstärke des Teils des Gehirns eines männlichen Kanarienvogels, der das Song-Making steuert, saisonal ändert. Sie erreicht im Frühjahr ihren Höhepunkt, wenn das Bedürfnis nach Paarung das meiste musikalische Können eines Bewerbers erfordert, und schrumpft im Sommer. Im Herbst beginnt es dann wieder zu expandieren - eine Zeit, um neue Melodien zu lernen und zu proben. Diese Schwankungen spiegelten, wie Nottebohm und seine Mitarbeiter später zeigten, den Tod und die Geburt von Tausenden von Neuronen wider. "Erstaunlich", schrieben Gage und ein Kollege kürzlich.
Im Laufe der Jahre haben zahlreiche Labors Beweise dafür vorgelegt, dass bei einer Reihe von Tieren eine adulte Neurogenese auftritt, darunter die Ratte, der Spitzmaus und eine Affenart, der Weißbüschelaffe. In der Zwischenzeit erhielten Wissenschaftler Hinweise auf die Quelle der neuen Neuronen. In Zusammenarbeit mit Vögeln führte ein junger Kollege von Nottebohm, Arturo Alvarez-Buylla, die neuen Nerven auf bestimmte Stammzellen in der Auskleidung der Ventrikel zurück, die mit Flüssigkeit gefüllte Hohlräume im Gehirn sind. Stammzellen (so viel in den Nachrichten) sind im ganzen Körper vorhanden. Sie sind undefinierte Zellen, die eine spezielle Funktion entwickeln können und sich beispielsweise in eine Leber- oder Blutzelle verwandeln. Die Entdeckung, dass aus Stammzellen im Gehirn Neuronen entstehen können, lässt auf ein möglicherweise grenzenloses Material zur Reparatur von geschädigtem Hirngewebe hoffen. Forscher warnen jedoch davor, dass es sich vorerst nur um Spekulationen handelt, dass Stammzellen, die zu Neuronen werden können, auf diese Weise verwendet werden können.
1998 berichteten Forscher, dass das neuronale Wachstum auch im erwachsenen menschlichen Gehirn auftritt. Die Studien verwendeten Gehirngewebe von Menschen, die an Krebs gestorben waren. Die Patienten wurden in Schweden behandelt und mit einer Chemikalie namens BrdU injiziert. Da BrdU in die DNA sich teilender Zellen eingebaut ist, könnte die Chemikalie als Marker für alle neuen Nervenzellen im Gehirn dienen. In der Studie haben schwedische Forscher die Gehirnproben an Gage in La Jolla geschickt. Er und seine Mitarbeiter fanden BrdU im Hippocampus, einem Teil des Gehirns, der Erinnerungen festhält, was darauf hindeutet, dass neue Neuronen entstanden sind und möglicherweise eine Rolle bei der Speicherung von Informationen gespielt haben.
Nahezu alle Hinweise auf eine adulte Neurogenese bei Säugetieren beschränken sich auf den Hippocampus, und niemand weiß genau, was diese neuen Neuronen überhaupt tun. Bis Wissenschaftler feststellen, dass neue, funktionierende Nerven auch in der Großhirnrinde auftreten, wo höhere Gedanken verarbeitet werden, bleiben Rakic und andere skeptisch, dass die Neurogenese bei Erwachsenen einen großen Unterschied zur tatsächlichen Gehirnfunktion darstellt. "Wir beginnen unser Leben mit vielen ungebildeten Neuronen, aber irgendwann werden sie alle zu Hochschulabsolventen", sagt er. "Mit Neurogenese in der Großhirnrinde hätten Sie Neuronen, die nie in die Grundschule gegangen sind. Neue Zellen würden all Ihre Erinnerungen untergraben. Sie würden alles aufgeben, was Sie sich erarbeitet haben."
Elizabeth Gould, eine Neurobiologin der Princeton University, die Neurogenese im Marmoset und anderen adulten Primaten fand, argumentiert, dass die neuen Nervenzellen nützlich sein müssen. "Ich kann nicht glauben, dass die Natur sich die Mühe machen würde, jeden Tag Tausende neuer Zellen zu schaffen", sagt sie. "Der Körper ist nicht mit seinen Ressourcen verschwenderisch."
Laut Nottebohm muss das alternde Gehirn wahrscheinlich Nervenzellen entwickeln, um neue Dinge zu lernen. "Dem Gehirn geht der Speicherplatz aus", sagt er. "Alle über 50 wissen das. Wenn wir uns an alles erinnern würden, wären wir überlastet."
Mit dem gleichen Eifer, den er zeigte, als er die erhaltene Weisheit zum ersten Mal in Frage stellte, begann Nottebohm Mitte der neunziger Jahre mit der Arbeit an Meisen mit Schwarzkappen. Als eine der amerikanischen Vogelarten, die den nördlichen Winter überstehen, ernähren sich die Meise in dieser Jahreszeit von Samen und anderen Nahrungsmitteln, die sie in Bäumen versteckt haben. Nottebohm stellte fest, dass im Herbst die Vögel in einem Gehirnzentrum neue Zellen züchten, die sich mit dem räumlichen Gedächtnis, der Fähigkeit zum Navigieren und Finden von Dingen befassen. Die zusätzliche Intelligenz hilft den Chickadees, ihre versteckten Fundgruben Monate später zu lokalisieren, sagt Nottebohm.
Solche Einsichten gewinnen Bewunderung. "Fernando war schon immer allen voraus", sagt Gould. "So weit voraus, dass die Leute seine Erkenntnisse lange Zeit nicht als interessant oder wichtig akzeptieren konnten. Jetzt kommen sie vorbei."
