Das Mehrkanal-Gehirn - wissenschaft.de
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Das Mehrkanal-Gehirn

Die klassische Vorstellung von abgeschotteten Sinneskanälen im Gehirn wankt.

Was da am neurologischen Zentrum der Harvard Universität geschah, schien eher ein Gesellschaftsspiel als ein seriöses Experiment zu sein: Fünf Tage lang führten Versuchspersonen ein künstliches Blindenleben – sie absolvierten alle Aktivitäten mit verbundenen Augen. Zwischendurch wurden ihnen immer wieder zwei Testaufgaben gestellt. Die Versuchsteilnehmer mussten dafür mit den Fingern Buchstaben der Blindenschrift Braille auseinander halten und mit dem Hörsinn Töne nach der Höhe unterscheiden. Bei diesen Aufgaben schaute Versuchsleiter Alvaro Pascual-Leone seinen Probanden mit der „funktionellen Kernspintomographie“ ins Gehirn.

Das bildgebende Verfahren, das die aktiven Zonen unseres Zentralorgans darstellen kann, sorgte für eine handfeste Überraschung: Schon wenige Tage nach Beginn der virtuellen Blendung versetzten die Testaufgaben den visuellen Kortex in Aktion. Normalerweise spricht dieses Sehzentrum nur auf optische Reize an. Doch als Pascual-Leone die Region kurzzeitig mit einem starken Magnetfeld außer Gefecht setzte, hatten die Versuchspersonen Schwierigkeiten, ihre Tast- und Hör-Aufgaben zu lösen.

Schon nach einem Tag ohne Augenbinde bildete sich die Umfunktionierung im Gehirn zurück. Abtasten und Hören gingen nun wieder ohne Mitarbeit der primären Sehrinde vonstatten, obwohl den Probanden für die Dauer der Kernspin-Registrierung erneut die Augen verbunden wurden.

Die Befunde bringen die Lehrbuchmeinung ins Wanken, nach der in den sensorischen Zentren des Gehirns eine strikte Arbeitsteilung herrscht. Der visuelle Kortex kann danach nur Sehreize verarbeiten, der auditorische Kortex ausschließlich akustische Stimuli registrieren.

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Tatsächlich haben alle Modalitäten in der Großhirnrinde – der höchsten Instanz der Informationsverarbeitung – separate Anlaufstellen. Berührungen etwa aktivieren den somatosensorischen Kortex, optische Eindrücke rufen dagegen die primäre Sehrinde auf den Plan. Doch das wohlgefügte Bild der Arbeitsteilung im Hirn wurde schon vor ein paar Jahren durch Pascual-Leone erschüttert: Er hatte mit dem bildgebenden PET-Verfahren das Gehirn von Blinden und Sehenden sondiert, als sie Blindenschrift abtasteten. Überraschenderweise kurbelte diese taktile Leistung bei den Blinden die Aktivität im visuellen Kortex an. Bei den Sehenden trat kein vergleichbarer Erregungsanstieg in der Sehrinde auf. Offenbar waren die von Geburt an quasi arbeitslosen Sehzellen der Blinden nicht in Untätigkeit versunken, sondern hatten einen anderen Sinneskanal besetzt.

Als Pascual-Leone das Sehzentrum der Blinden kurzzeitig blockierte, hatten die Probanden Probleme, die Braille-Schrift zu erfassen. Die hohe Geschwindigkeit, mit der die Gehirne in der neuen Studie „artfremde“ Zentren für die Tast- und Hör-Arbeit einspannten, lässt sich nun überhaupt nicht mehr mit dem klassischen Bild abgeschotteter Sinneszentren vereinbaren. In den wenigen Tagen des Versuchs können sich unmöglich neue Leitungsbahnen im Gehirn gebildet haben.

Nach Pascual-Leones Theorie ist das Gehirn denn auch nicht in geschlossene Module aufgeteilt. Die einzelnen Zonen sind vielmehr auf das Lösen von Aufgaben festgelegt – zum Beispiel auf die Abschätzung von Entfernungen oder Tonhöhen. Dazu ziehen sie die Regionen zu Rate, die am besten für den Job geeignet sind. Wenn es die Umstände erfordern, schwenken sie jedoch auch auf andere Sinneskanäle um.

Rolf Degen

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