Das Gehirn - Nur ein großer Computer?

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Das Gehirn in seiner Gesamtheit zu entschlüsseln, das ist das Ziel vieler Wissenschaftler. Ihr großer Traum ist es, den Verlauf einzelner Gedanken nicht nur nachvollziehen zu können, sondern auch vorherzusagen. Dafür werden immer feinere Methoden entwickelt, die ein Messen der Erlebnisse im Kopf, wie etwa die Verarbeitung von Sinneseindrücken oder die Erinnerung an den letzten Geburtstag, möglich machen sollen.

Ein Wettbewerb hatte Forschergruppen aus der ganzen Welt dazu aufgerufen, herauszufinden, was in den Köpfen von Versuchspersonen während eines Experiments vor sich ging.

Den Probanden wurden im ersten Durchgang Szenen eines Westernklassikers vorgespielt. Aufgabe der Versuchspersonen war es, ganz entspannt in einem Kernspintomograph die Filmszenen zu gucken. Dieser zeichnete die Gehirnaktivität der Probanden auf. Da die Reize so verschieden waren, die bei den verschiedenen Szenen auf die Teilnehmer einwirkten, erwarteten die Forscher auch Unterschiede in der gemessenen Großhirnaktivität. Doch bei für die Forscher überraschenden rund 30 % der Teilnehmer stimmte sie überein. Bestimmte Filmszenen lösten in spezifischen Hirnregionen Reaktionen aus. Dabei stimulierten beispielweise Nahaufnahmen von Personen den hinteren fysiformen Gyrus, der eine große Rolle bei der Gesichtserkennung spielt.

Im zweiten Teil wurden drei je 25-minütige Sequenzen der amerikanischen Heimwerker-Serie „Home Improvement“ („Hör mal wer da hämmert“) präsentiert. Dabei wurde ebenfalls Großhirnaktivität aufgezeichnet. Anschließend wurden die Probanden über die Szenen befragt, so dass in zwölf verschiedenen Kategorien von Musik bis Spaßfaktor, die bewusste Wahrnehmung zusammengefasst werden konnte.

Der Datensatz der aufgezeichneten Aktivität mit den bewusst wahrgenommenen Eindrücken sollte nun von den Forschern ausgewertet werden. Zunächst sahen sie sich die Hirnscans der ersten beiden Sequenzen zusammen mit den dazugehörigen Befragungen an. Sie versuchten, Gemeinsamkeiten herauszufiltern. Nach dem Motto „Zeig mir Dein Gehirn und ich sag Dir was Du denkst“, sollte nun der dritte Datensatz ausgewertet werden.

44 Forscherteams haben sich an diesem Wettbewerb beteiligt. Aus diesen konnte sich Emanuele Olivetti von der Universität Trento (Italien) durchsetzen. Er ist Experte für die computergestützte Analyse besonders großer Datenmengen. Überraschenderweise ging auch der zweite Preis nicht an einen Hirnforscher, sondern an den Physiker Greg Stephens von der Princeton University. Beide Gruppen waren erfolgreich, da sie sich nicht darauf konzentrierten, wie das Gehirn funktioniert, sondern welche Datensätze es produziert.

Und wo blieben die Neurophysiologen, die prädestiniert scheinen, eine solche Fragestellung zu lösen? Sie schnitten vergleichsweise schlecht ab, da sie sich meist weniger mit der Statistik als mit der Verarbeitung im Gehirn befassten. Doch warum bietet das Wissen aus der bisherigen Neuroforschung keinen Vorteil? Grund hierfür ist, dass solche Versuche aufgrund der Komplexität und des Fehlens eines tragfähigen Modells noch nicht ausgewertet werden können.

Stattdessen konzentrieren sich die Forscher auf einfachere Experimentalbedingungen, wie das Sehen von Gesichtern oder einfachen Mustern. Hieraus soll dann in der Zukunft ein Modell zur Auswertung entwickelt werden. Und die Forschung kommt enorm voran. So können Forscher des MIT (Massachusetts Institute of Technology) in Cambridge (USA) anhand von Hirnsignalen unterscheiden, ob sich ein Proband ein Gesicht oder ein Haus vorstellt. Viele andere Forschergruppen arbeiten an ähnlichen Sachverhalten.

Leider ist der Spalt zwischen der Hirnanatomie und der Statistik der Hirnaktivität noch zu groß, um eine neurophysiologische Interpretation der Daten zu bekommen. Das ist nicht überraschend. Mediziner und Biologen sind nicht ausgebildet solche, meist immensen, Datensätze auszuwerten. Hierbei ist vielmehr die Zusammenarbeit mit Informatikern, Statistikern und Mathematikern gefragt. So kann die Auswertung und damit die Forschung vorangetrieben werden.

Vom „Gedanken lesen“ sind die Forscher also noch weit entfernt. Die bisherigen Beispiele waren keine tiefschürfenden Gedanken, sondern meist simple Sachverhalte. Jedoch rücken die Wissenschaftler sogar der Entschlüsselung von Absichten und unbewusstem Wissen näher. Das Gehirn zu verstehen, scheint jedenfalls noch eine der größeren Herausforderung für die Menschheit zu sein.