Geben und Nehmen: Wie wir Interaktionen wahrnehmen
Tübinger Neurowissenschaftler untersuchen, wie das Gehirn wechselseitige, zwischenmenschliche Handlungen erkennt und repräsentiert
Soziales Verhalten beruht auf der Interaktion mit anderen. Aber wie nimmt unser Gehirn diese wahr und verarbeitet sie? Bisher haben Psychologen und Neurowissenschaftler vor allem die neuronale Verarbeitung einzelner Handlungen untersucht. Ein Neurowissenschaftlerteam aus drei Tübinger Forschungseinrichtungen konnte nun zeigen, dass im menschlichen Gehirn soziale Interaktionen als zusammenhängende Handlungspaare der interagierenden Partner repräsentiert sind – ein Ergebnis, das unter Umständen die Autismus-Forschung beeinflussen wird. Die Studie wird im Fachmagazin PNAS veröffentlicht.
Tanzen, Händeschütteln, Ballspielen – all diese Aktivitäten beruhen auf zusammenhängenden Handlungspaaren verschiedener Personen, wie Geben und Nehmen oder Werfen und Fangen. Wie verarbeitet das Gehirn solche Interaktionen, bei denen die Handlungen mehrerer Personen zueinander in Beziehung stehen? Erkennen wir solche Interaktionen bereits dadurch, dass unsere Wahrnehmung die Bewegungen der einzelnen Partner direkt in eine Beziehung setzt? Oder analysieren wir die Handlungen der einzelnen Partner erst kognitiv und belegen sie dann mit einer Bedeutung?
Eine gemeinschaftliche Studie von Neurowissenschaftlern des Tübinger Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik (MPI BK), des Hertie-Instituts für klinische Hirnforschung (HIH) und des Werner Reichardt Centrums für Integrative Neurowissenschaften (CIN) der Universität Tübingen ist diesen Fragen nun auf den Grund gegangen. Die Forscher verwendeten dazu eine Virtual-Reality-Umgebung, in der eine lebensgroße, dreidimensional animierte Figur teils klar erkennbare Teile von Handlungspaaren, teils Mischbewegungen ausführte. Sie nutzten in ihrer Untersuchung einen Ermüdungseffekt aus: Unklare Reize werden abhängig von dem, was man zuvor gesehen hat, abweichend interpretiert. Zeigt man zum Beispiel wiederholt ein „Geben“ und danach eine unklare Mischung von „Werfen“ und „Geben“, so nehmen Probandinnen und Probanden die Mischbewegung häufiger als „Werfen“ wahr.
Interessanterweise fanden die Forscher diesen Ermüdungseffekt aber nicht nur beim jeweils ersten Teil eines Handlungspaares, etwa wenn „Geben“ oder „Werfen“ wiederholt gezeigt wurde. Der Effekt trat auch dann auf, wenn zuvor das passende Gegenstück gezeigt wurde, hier also ein „Nehmen“ oder „Fangen“. Offensichtlich reagieren diejenigen Neurone im menschlichen Gehirn, die auf „Werfen“ ansprechen, auch auf das passende Handlungsgegenstück „Fangen“. Das Handlungspaar „Werfen-Fangen“ wird also gemeinsam im Gehirn repräsentiert. In weiteren Kontrollexperimenten zeigten die Forscher, dass nur Handlungen, die Teil des Handlungspaares sind, den Ermüdungseffekt auslösen. Bei anderen Handlungen, die nicht Teil des Handlungspaares sind, etwa „Tanzen“, findet man diesen dagegen kaum.
„Geben und Nehmen sind im Gehirn zusammen repräsentiert“, bekräftigt Stephan de la Rosa (MPI für biologische Kybernetik), der die Studie leitete und gemeinsam mit Leonid Fedorov (HIH/CIN) auch die Experimente durchführte. „Das Ergebnis macht wahrscheinlich, dass es Neurone gibt, die gleichartig für beide Handlungen eines Handlungspaares antworten“, sagt Martin Giese (HIH/CIN), Fedorovs Doktorvater. Die Bedeutung ihres Befundes ist den Autoren klar: „Bei autistischen Störungen ist die Wahrnehmung solcher sozialen Interaktionen beeinträchtigt, wie wir sie hier untersucht haben. Wir hoffen nun, dass unsere Ergebnisse einen Baustein zu einem besseren Verständnis solcher sozial-kognitiven Störungen liefern können.“
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Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik beschäftigt sich mit der Signal- und Informationsverarbeitung im Gehirn. Die Wissenschaftler/innen gehen der Frage nach, welche Signale und Prozesse notwendig sind, damit Menschen aus den vielfältigen Sinnesinformationen ein konsistentes Bild ihrer Umwelt und das dazu passende Verhalten erzeugen können. Mit unterschiedlichen Ansätzen und Methoden arbeiten unsere Forscher/innen aus drei Abteilungen und mehreren Forschungsgruppen an grundlegenden Fragen der Gehirnforschung.
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Founded in 2001, the Hertie Institute for Clinical Brain Research (HIH) was brought to life by an agreement between several entities: the non-profit Hertie Foundation, the State of Baden-Württemberg, the University of Tübingen and its Medical Faculty, and the University Hospital of Tübingen. The HIH deals with one of the most fascinating fields of today´s research: the decoding of the human brain. The main question is how certain diseases affect brain functions. In its daily work, the HIH builds the bridge from basic research to clinical application. Its goal is to facilitate new and more effective strategies for diagnosis, therapy and prevention. At present, the HIH is home to a total of 21 professors and about 380 employees.