21.06.2007 - Hirnforschung

Wer im Hirn das Sagen hat

Für die Kontrolle von zielgerichtetem Verhalten gibt es im Gehirn nicht eine, sondern zwei Kommandozentralen. Dabei handelt es sich um zwei voneinander unabhängige Gruppen miteinander gekoppelter Hirnareale, haben amerikanische Forscher gezeigt: Eine ist für die Einleitung einer Handlung und die schnelle Reaktion auf Veränderungen zuständig, während die andere für die konsequente, stetige Verfolgung eines Ziels sorgt. Diese Doppelspitze ermöglicht dem Gehirn einen sehr hohen Grad an Flexibilität und verhindert gleichzeitig, dass es sich ständig ablenken lässt.

Schon in einer früheren Studie hatten Nico Dosenbach und sein Team insgesamt 39 Hirnregionen identifiziert, die immer dann aktiv sind, wenn sich jemand auf eine Denkaufgabe vorbereitet oder sie ausführt. Diese Areale, so ihre Vorstellung, entwerfen für jede Aufgabe eine Art Projektplan, in dem genau festgelegt ist, welche Funktion wann benötigt wird, um das Ziel zu erreichen. Wie die verschiedenen Bereiche dabei zusammenarbeiten und ob alle zusammen ein Team bilden, konnten sie daraus jedoch nicht ersehen.

Um die Netzwerkorganisation zu verstehen, untersuchten sie in der neuen Studie daher nicht die Hirnaktivität während einer Aufgabe, sondern in einer Ruhephase. Zu solchen Zeiten schaltet das Gehirn in einen Standardmodus, in dem die verschiedenen Areale immer wieder eine spontane Aktivität zeigen. Dadurch gelang es den Forschern, Paare von Hirnregionen zu identifizieren, in denen diese spontane Veränderung der Aktivität genau simultan verlief. Als sie diese Kopplungen für alle untersuchten Areale in ein Diagramm eintrugen, zeigte sich, dass die Regionen zwei Netzwerke bilden und jedes Areal ausschließlich mit den anderen Bereichen in seiner eigenen Gruppe gekoppelt ist. Eines der Netzwerke reagiert sehr schnell und ist hauptsächlich zu Beginn einer Tätigkeit und bei Fehlerkorrekturen aktiv, erklären die Forscher. Das andere, langsamere liefert eine Art Erhaltungssignal: Es springt an, wenn eine Tätigkeit beginnt, bleibt währenddessen konstant und schaltet sich aus, wenn sie beendet ist.

Diese Kombination sei sehr sinnvoll, da sie sowohl das rasche Ausprobieren von Neuem als auch das nachhaltige Stabilisieren und Konservieren erfolgreicher Strategien ermöglicht. Beides wird benötigt, um sich in verschiedenen Situationen angemessen verhalten zu können, erklärt Dosenbach. Das zeige das Beispiel eines Mannes, bei dem eine Hirnverletzung einen Teil des Steuerungssystems lahmgelegt hatte: Er begann sich beim Anblick eines Bettes stets zu entkleiden – egal, ob es in seinem Schlafzimmer stand oder in einem Möbelhaus. Die Forscher wollen nun untersuchen, ob noch mehr Hirnareale an der Kontrolle des Verhaltens beteiligt sind und ob es möglicherweise doch eine Kommunikation zwischen den beiden Netzwerken gibt.


Nico Dosenbach et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1073/pnas.0704320104

ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel