Gedankenlesen gelungen

10. Februar 2007, 12:03
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Messung der Gehirnaktivität mit anschließender Auswertung ließ die Absicht der Probanden erkennen

Berlin - Erstmals konnten Wissenschafter durch hoch entwickelte Analysemethoden in einem Versuchsablauf die Absichten von Probanden aus ihrer Gehirnaktivität ableiten. Davon berichtet Dr. John-Dylan Haynes, Wissenschafter am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften (Berlin), zusammen mit Kollegen aus London und Tokio in einer Online-Publikation von "Current Biology" (8. Februar).

"Was wir uns insgeheim vornehmen, bleibt anderen Menschen verborgen, bis wir unser Vorhaben in die Tat umsetzen - so glauben wir zumindest", hieß es in einer Aussendung der deutschen Max-Planck-Gesellschaft. Doch im Rahmen eines klar definierten Versuchsaufbaus konnten die an dem Projekt beteiligten Forscher die Absichten ihrer Versuchspersonen schon im Voraus erkennen. Dazu ließen sie die Probanden zwischen zwei möglichen Entscheidungen frei wählen. Sie sollten sich vornehmen, bei einer Rechenaufgabe zwei Zahlen entweder zu addieren oder zu subtrahieren. Und noch bevor die Probanden die Zahlen zu sehen bekamen und zu rechnen begannen, konnten die Wissenschafter mit 70-prozentiger Genauigkeit die Absicht der Probanden erkennen - allein anhand ihrer Gehirnaktivität.

Setting

Die Probanden trafen ihre Wahl verdeckt und wussten zunächst nicht, welche zwei Zahlen sie addieren oder subtrahieren sollten. Dadurch stellten die Wissenschafter sicher, dass sie ausschließlich die Intention der Probanden aus der Gehirnaktivität ablesen. Andere neuronale Aktivitäten, wie zum Beispiel die eigentliche Durchführung der Rechenaufgabe oder die Vorbereitung der Handbewegung zum Anzeigen der Lösung, fanden in dem Zeitraum der Messungen, aus denen die Wissenschafter ihre Vorhersagen trafen, nicht statt. Erst einige Sekunden später erschienen die Zahlen auf dem Bildschirm und die Probanden konnten die gewählte Rechenaufgabe ausführen.

"Man hat bisher angenommen, dass frei gewählte Vorhaben im mittleren Teil des präfrontalen Kortex, externe Instruktionen hingegen eher im seitlichen Teil gespeichert werden. Diese Annahme konnten wir mit unseren Experimenten bestätigen", erklärt Haynes. Die Arbeit des Forschers und seiner Kollegen geht aber weit über die Bestätigung vorhandener Kenntnisse hinaus. Noch nie zuvor ist es Wissenschaftern gelungen, aus der Aktivität des präfrontalen Kortex abzulesen, welche von zwei möglichen Entscheidungen ein Proband getroffen hatte.

Neue Methode

Der Trick der Forscher, mit dem sie bisher Unsichtbares sichtbar machen konnten, liegt in der Anwendung einer neuen Methode namens "Multivariante Mustererkennung". Die jeweilige Gehirnaktivität der Probanden wurde im Magnetresonanz-Tomographen gemessen. Daran schloss dann das Mustererkennungs-Programm an. Dabei programmiert man einen Computer, charakteristische Aktivierungsmuster im Gehirn zu identifizieren, die bei den verschiedenen Absichten auftreten. Anders als bei herkömmlichen Methoden werden hier also die Messungen aus vielen Gehirnbereichen kombiniert, um die Absicht der Probanden zu entschlüsseln. Dass das so gut funktioniert, hängt mit der Funktionsweise des Gehirns zusammen.

"Die Experimente zeigen, dass Intentionen nicht in einzelnen Nervenzellen gespeichert werden, sondern in einem räumlich verteilten Muster neuronaler Aktivität", so Haynes. Darüber hinaus zeigen sich regionale Unterschiede in der genauen Funktion des präfrontalen Kortex. Weiter vorne gelegene Bereiche kodieren die Intention bis zur Ausführung der Aufgabe, weiter hinten gelegene Bereiche werden aktiv, sobald die Probanden zu rechnen beginnen. "Handlungen, die in einem Bereich des Gehirns als Absicht gespeichert werden, müssen also in einen anderen Bereich des Gehirns kopiert werden, um ausgeführt zu werden", sagte Haynes. In Zukunft will man die Methode auch zur Untersuchung abstrakterer Vorgänge im menschlichen Gehirn einsetzen. (APA)

  • Addieren oder substrahieren? Die jeweilige Gehirnaktivität der Probanden wurde im Magnetresonanz-Tomographen gemessen.
    foto: photodisc

    Addieren oder substrahieren? Die jeweilige Gehirnaktivität der Probanden wurde im Magnetresonanz-Tomographen gemessen.

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