Jahrzehntelang wurde die elektrische Aktivität des Gehirns als wandernde Wellen gelesen: Spannungswellen, die über den Kortex ziehen und oft als kaum mehr denn als Motorengeräusch galten. Neue Forschung legt nahe, dass dieses Bild unvollständig ist – und dass die Wellen ein zentrales Motiv der kortikalen Informationsverarbeitung sein könnten.
In einer im April 2026 in Nature Communications veröffentlichten Arbeit nutzte ein Team um Joshua Jacobs und Anup Das von der University of Chicago intrakraniale Elektroden – rund 100 pro Patient, implantiert zur Lokalisierung von Epilepsieherden – und zeichnete hochauflösende Aktivität auf, während Freiwillige verbale und räumliche Gedächtnisaufgaben lösten. Neben den bekannten planaren Wellen fanden die Forscher zwei bei wachen Menschen bislang ungesehene Musterklassen: konzentrische Wellen, die von einem Kortexareal ausgehen oder dort zusammenlaufen, sowie rotierende Spiralwellen, die wie ein Hurrikan im oder gegen den Uhrzeigersinn ziehen.
Die Form folgte der Aufgabe: Rotierende Wellen traten bei der komplexen räumlichen Navigationsaufgabe häufiger auf, die verbale Gedächtnisaufgabe erzeugte einfachere Strukturen. "Vielleicht sind die planaren Wellen nur die äußeren Arme, wo man das Auge des Sturms verpasst", sagt Co-Autor Bard Ermentrout, mathematischer Biologe an der University of Pittsburgh. "In einem Hurrikan spürt man den Wind nur in eine Richtung. Dass er sich dreht, merkt man erst am Auge."
Die Ergebnisse bauen auf früheren Arbeiten auf. Eine Studie von Jacobs und der NIH-Neuroingenieurin Uma Mohan beschrieb 2024 Wellen, die während Enkodierung und Abruf von vorn nach hinten oder hinten nach vorn über den Kortex laufen und damit die Richtung der Informationsausbreitung zeigen. Im Juni 2026 beobachteten Zhiwen Ye von der Shenzhen Medical Academy of Research and Translation und Nicholas Steinmetz von der University of Washington dieselben hurrikanartigen Wellen bei Mäusen – gespiegelt und synchronisiert zwischen beiden Hemisphären, während Axone im somatosensorischen Kortex spiralig verschaltet sind, was solche Wellen erzeugen könnte. "Wenn sie nicht wichtig wären, warum sollte das Gehirn diese Zellen so verdrahten?", fragt Ye.
In einem im September 2026 in Neuron erschienenen Review argumentieren Lyle Muller (University of Texas at Dallas) und John Reynolds (Salk Institute), dass wandernde Wellen im visuellen Kortex bevorstehende Sinnesreize vorhersagen helfen: Sie tragen die jüngste Vergangenheit neben der Gegenwart und erlauben so eine kurzfristige Erwartung dessen, was als Nächstes kommt.
Die Deutung ist umstritten. Der Systemneurowissenschaftler György Buzsáki (NYU) hält die Wellen für eine Spiegelung synaptischer Berechnung, nicht für einen eigenen Kanal: Mehr synchrone Neuronen erzeugten schlicht ein stärkeres Feld. Andere widersprechen. Earl Miller vom MIT beschreibt kortikale Neuronen als Wesen am Rand des Feuerns, die das oszillierende Feld in die eine oder andere Richtung schubse; die Befunde hätten das Feld von der Frage "sind sie relevant?" zu "das ist ein Hauptmotiv der kortikalen Verarbeitung" verschoben.
Eine Grenze liegt in der Methode: Daten stammen nur von Elektrodenpositionen, die für die Epilepsiebehandlung gewählt wurden – wie verbreitet die Muster wirklich sind, bleibt offen.
