Droge Information
Für das Gehirn ist das Wissen um die Zukunft vergleichbar mit einer Belohnung
Zu wissen, was die Zukunft bringt, ist für das Gehirn ähnlich wertvoll wie ein kühler Schluck Wasser bei einer durstigen Kehle: Das Belohnungszentrum reagiert auf Informationen über zukünftige Annehmlichkeiten genauso wie auf die Erfahrungen selbst, haben Forscher jetzt bei Rhesusaffen gezeigt. Je schneller die Information dabei zur Verfügung steht, desto besser. Das gilt selbst dann, wenn das vorgreifende Wissen überhaupt keinen Einfluss darauf hat, wie angenehm die Erfahrung dann tatsächlich wird. Vermutlich bewertet das Gehirn Wissen um zukünftige Ereignisse deswegen als wünschenswert, weil es hilft, zu lernen, wie man der Umwelt begegnen und sie vielleicht sogar verändern kann.
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Für ihre Studie boten die beiden Forscher zwei Rhesusaffen jeweils die Wahl zwischen zwei Farben, die auf einem Monitor erschienen. Eine davon signalisierte, dass anschließend eine Information darüber folgte, wie viel Wasser die Tiere am Ende des Versuchs erhalten würden, die andere signalisierte lediglich, dass es Wasser geben würde. Gleichzeitig überwachten die Wissenschaftler die Aktivität einzelner Nervenzellen in einem zentralen Bereichs des Gehirns, der Substantia nigra, die als wichtiger Teil des Belohnungszentrums gilt und beispielsweise aktiv wird, wenn Hunger oder Durst gestillt werden.
Die Äffchen wählten praktisch immer die Farbe, die ihnen Auskunft über die Größe des Wasserschlucks gab, beobachteten die Forscher. Das Muster an Nervenzellaktivität, das währenddessen entstand, glich dabei exakt dem, das die Belohnung – der Schluck Wasser – selbst hervorrief: Der Hinweis auf einen großen Schluck ließ die Neuronen feuern, der auf einen kleinen rief nur mäßige Aktivität hervor. Demnach sind also die Nervenzellen, die für die Befriedigung primitiver, grundlegender Triebe verantwortlich sind, auch für komplexe Belohnungen und Antriebe zuständig, in diesem Fall den kognitiven Vorteil durch Informationen über die Zukunft.
Die Affen hätten aktiv danach gestrebt, möglichst präzise Informationen über die spätere Belohnung möglichst schnell zu bekommen, berichten die Forscher. So erreichen sie eine Minimierung der Unsicherheit ihrer aktuellen Situation und lernen gleichzeitig etwas über ihre Umgebung. Die Informationen über die Zukunft seien daher sozusagen der Treibstoff für die Lernmaschine. Dieser Aspekt müsse bei künftigen Modellen, mit denen das Lernen erklärt werden soll, auf jeden Fall berücksichtigt werden, betonen die Wissenschaftler – bisherige Modelle würden ihn nur zum Teil oder gar nicht einschließen. Zudem zeige die Entdeckung einmal mehr, dass das Belohnungszentrum zwar vielleicht ursprünglich dazu diente, fundamentale Triebe wie Hunger und Durst zu verwalten. Im Lauf der Evolution entwickelte es sich jedoch immer mehr zum Werkzeug, mit dem auch sehr komplexe Zusammenhänge und Persönlichkeitsmerkmale gesteuert werden.
Ethan Bromberg-Martin und Okihide Hikosaka (National Institutes of Health, Bethesda): Neuron, Bd. 63, S. 119
ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
