Wie planen wir unsere Handlungen? Was geschieht dabei im Gehirn? Genau das haben jetzt Schweizer und amerikanische Forscher ein Stück weit aufgedeckt. Sie identifzierten einen Gehirnbereich, der immer dann aktiv wird, wenn wir vorhaben, nach einem Objekt zu greifen, nicht aber, wenn wir ihn nur mit den Augen fixieren.
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Der Parietalkortex oder hintere Scheitellappen ist im Gehirn ein zentraler Ort der Bewegungsplanung. Hier entdeckten Forscher vor kurzem bei Affen ein auf Armbewegungen spezialisiertes Areal. Diese so genannte parietale Armregion spielt eine wichtige Rolle bei der Umsetzung von visuellen Informationen in Armbewegungen, das heißt bei der Steuerung der Bewegung durch die Augen.
Hansjörg Scherberger vom Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich und ETH Zürich hat nun zusammen mit Forschern des California Institute of Technology untersucht, ob und wie unterschiedliche Hirnareale an der Auswahl von Objekten für verschiedene Handlungsarten beteiligt sind. Die Arbeit ist soeben im internationalen „Journal of Neuroscience“ erschienen.
In dem Experiment lernten Rhesusaffen, ein Objekt von zweien auszuwählen und dann danach zu greifen. Während der Aufgabe registrierten die Forscher die Gehirnaktivität der Affen mithilfe eines bildgebenden Verfahren. Es zeigte sich, dass die Armregion im Scheitellappen tatsächlich immer nur dann in Aktion trat, wenn die Affen ein Objekt ausgewählt hatten und danach greifen wollten. Schauten sie das obnjekt nur an, ohne eine Armbewegung vorzuhaben, bleibt die „Armregion“ im Gehirn stumm. Dieser Zusammenhan war so eindeutig, dass die Wissenschaftler sogar allein aufgrund der neuronalen Aktivität im Parietalkortex vorhersagen konnten, ob und welches Onbjekt die Affen als nächstes greifen würden.
„Sobald die Tiere die beiden Objekte sahen, aber noch bevor sie die Bewegung ausführten, war eine Vorhersage möglich“, so der Neurophysiologe Hansjörg Scherberger. Die Resultate der Studie zeigen, dass es in der Hirnrinde offenbar verschiedene Netzwerke zur Entscheidungsfindung für verschiedene Handlungen gibt. Für komplexere Handlungsentscheidungen, so die Hypothese der FOIrscher, arbeiten diese Netzwerke sehr wahrscheinlich zusammen.
Diese Ergebnisse auch könnten für die Entwicklung von so genannten Neuroprothesen für gelähmte Patientinnen und Patienten wichtig sein. Diese Neuroprothesen lesen neuronale Signale direkt aus dem Gehirn aus und verarbeiten sie zur Steuerung von künstlichen Effektoren wie etwa Computercursors oder Roboterarmen.
(Universität Zürich, 23.02.2007 – NPO)
