Warum emotionale Geräusche die Pupillen weiten

Blick ins Auge: Unsere Pupillen weiten sich beim Hören emotional behafteter Geräusche. Forscher haben nun herausgefunden, dass dafür das sympathische Nervensystem verantwortlich ist. Dieses wird auch bei Gefahr aktiv und erhöht die Leistungsbereitschaft des Körpers. Auch im Gehirn lösten die Stressgeräusche ein typisches Signalmuster aus. Die Hirnaktivität – besonders von Kindern – könnte so bald über das Auge gemessen werden, so die Forscher.

Unsere Pupillen steuern den Einfall von Licht und damit auch, was wir von unserer Umgebung wahrnehmen. Die Weite der Pupille wird aber nicht nur durch Licht, sondern auch durch unsere Emotionen gesteuert. So führt das bevorzugte Geschlecht genauso zur Öffnung der Iris, wie das Hören besonders emotionaler Musik.

Die für die Pupillenweite verantwortlichen Irismuskeln werden von zwei voneinander getrennten Nervensystemen gesteuert: dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem. Überraschende Geräusche aktivieren den Sympathikus, der den Körper auf Flucht oder Kampf vorbereitet. Gleichzeitig hemmen sie den Parasympathikus, dessen Aktivität in Ruhephasen überwiegt. Wie diese beiden Nervensysteme die Weite der Pupille im Detail kontrollieren, war bisher aber noch unklar.

Babygeschrei im Hellen und im Dunkeln

Um dem Zusammenspiel von Nerven und Pupillen auf die Spur zu kommen, haben Andreas Widmann von der Universität Leipzig und seine Kollegen ihren Probanden entweder emotional behaftetes Babygebrüll oder das neutrale Geräusch vorbeifahrender Autos vorgespielt. Dabei maßen die Forscher die Pupillenweite per Video sowie die Hirnströme mittels Elektroenzephalographie.

In früheren Studien ließen sich die Beiträge von sympathischem und parasympathischem Nervensystem nicht voneinander trennen. Den Forschern gelang das dank eines Tricks nun aber doch: Sie setzten ihre Probanden für den Hörtest entweder in absolute Dunkelheit oder unter normale Beleuchtung. Denn im Dunkeln erschlafft jener Irismuskel, der vom Parasympathikus gesteuert wird. Er kann dann nicht mehr zur Pupillenweitung beitragen.

Emotionale Geräusche an Pupillen und Hirnströmen ablesbar

Das Ergebnis: Sowohl Babygeschrei als auch Autolärm überraschte die Probanden – ihre Pupillen weiteten sich. Durch das Babygebrüll öffneten sich die Pupillen aber noch weiter. „Wenn ein Störgeräusch ein emotionales Geräusch ist, werden unsere Pupillen also automatisch noch größer“, erklärt Seniorautorin Nicole Wetzel.

Der Beitrag beider Nervensysteme unterschied sich aber zwischen dem emotionalen und dem neutralen Lärm: Nur der Sympathikus wurde durch das emotionale Geräusch verstärkt, auf den Parasympathikus hatten beide Geräuscharten die gleiche Wirkung. „Das bestätigt unsere Hypothese, dass solche Gefühlsregungen mit der Aktivierung des sympathischen Nervensystems verknüpft sind“, so Wetzel.

Augen als Fenster ins Gehirn

Auch im Gehirn lösten die überraschenden Geräusche ein typisches Muster in den Hirnströmen aus. Das emotional geladene Babygeschrei führte im Vergleich zum Autolärm zu deutlich höheren Ausschlägen in der Großhirnrinde, passend zur Bewegung der Pupillen. Die Forscher vermuten, dass dieses emotionale Signalmuster den Sinn hat, wichtige Ereignisse schnell zu analysieren und darauf reagieren zu können.

Mit der kombinierten Messung von Pupillenreaktion und Hirnströmen wollen die Wissenschaftler nun die Aufmerksamkeit von Kindern erforschen. Die Augen sollen dabei als Fenster zum Gehirn dienen. „Die Möglichkeit, emotionale und kognitive Prozesse und deren zugrundeliegende neuronale Aktivität durch nicht belastende, videobasierte Messungen der Pupillenweite zu erforschen, eröffnet weitreichende Möglichkeiten zur Forschung insbesondere bei Babys und Kleinkindern“, sagt Wetzel. (Biological Psychology, 2018: doi: 10.1016/j.biopsycho.2018.01.010)

(Leibniz-Institut für Neurobiologie, 16.04.2018 – YBR)