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Leuchtender Mandelkern im Gehirnschnitt

Träume: Maschine liest mit

Für manche mag es ein beklemmendes Szenario sein, für andere ein historisches Ereignis der Neurowissenschaft: Japanische Forscher arbeiten an einer Maschine, die unsere Träume lesen soll. Erste Übersetzungen von Hirnströmen in Bilder verliefen erfolgreich.

Hirnforschung 05.04.2013

"Ich erschrecke und sehe sie an. Sie sieht bleich und gedunsen aus; ich denke, am Ende übersehe ich doch etwa Organisches. Ich nehme sie zum Fenster und schaue ihr in den Hals. – Der Mund geht auf, und ich finde … Gebilde, die offenbar den Nasenmuscheln nachgebildet sind."

So beschrieb Sigmund Freud anno 1899 einen Traum, in dem seine Patientin Irma merkwürdige Veränderungen erlitt. Hätte er ihn vergessen, wäre er - für ihn und seine Leser - verloren gewesen.

Der Grund ist bekannt: Zum Traum hat nur jener Zugang, der ihn erlebt. Der Traum ist an die Innenansicht des Oberstübchens gebunden. Objektiv, von außen betrachtet, bleibt von ihm nichts übrig - die Gehirnströme, denen er zugrunde liegt, verraten nichts über seinen Inhalt. Das galt zumindest bis vor kurzem. Denn Yukiyasu Kamitani arbeitet an einer Übersetzungsmaschine, die Erregungswellen im Gehirn "lesen" kann.

Lernfähiges Computerprogramm

Begonnen hat alles im Jahr 2005. Da präsentierte der Forscher von den ATR Computational Neuroscience Laboratories in Kyoto einen ersten Entwurf - eine Art neuronales Wörterbuch mit dem noch bescheidenem Umfang von acht Vokabeln. Kamitani hatte damals Testpersonen in den Hirnscanner gelegt und sie angewiesen, acht Bilder mit Streifenmuster zu betrachten. Die Streifen auf den Bildern wiesen unterschiedliche Orientierung auf und lösten daher im Sehzentrum der Probanden ebenfalls unterschiedliche Reize aus. Mit diesen Informationen fütterte der japanische Neuroingenieur ein lernfähiges Computerprogramm.

Erfolgreich, wie spätere Versuche zeigten: Das Programm konnte anhand der Hirnströme voraussagen, welches der acht Bilder sich gerade im Blickfeld der Probanden befand.

Die Studie

"Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep", Science online (4.4.2013; doi: 10.1126/science.1234330).

In seiner aktuellen Studie hält sich Katami nicht mehr mit Streifenmustern auf. Träume sind es nun, die er mit Hilfe seiner mittlerweile deutlich leistungsfähigeren "Gedankenlesemaschine" entschlüsseln will.

Der Leistungszuwachs verdankt sich nicht nur technischen Verbesserungen, sondern auch den Berichten von Probanden. Diese waren nämlich, als sie im Hirnscanner liegend schlummerten, aufgeweckt worden - und hatten bereitwillig von ihren soeben erlebten Traumbildern erzählt.

Trefferquote: 60 Prozent

"Ich sah einen Menschen. … Und eine Szene, in der jemand einen Schlüssel zwischen einem Stuhl und einem Bett versteckte. Dann kam jemand und nahm den Schlüssel." So lautete einer der Berichte. Um sein Computerprogramm damit füttern zu können, musste Katami die Träume auf Kennwörter reduzieren, in diesem Fall: "Mensch", "Schlüssel", "Stuhl", "Bett" und "jemand".

Dieses Vokabular lernte die Maschine Schritt für Schritt mit den Hirnbildern zu verknüpfen. In einer zweiten Versuchsrunde sagte Katamis Maschine die Trauminhalte zu immerhin 60 Prozent richtig voraus. Wenngleich die Vorhersage reichlich abstrakt war: Das Programm hatte nur gelernt, grobe Dingkategorien zu erkennen, also nicht "Eispickel", "Schlüssel" oder "Ausgussreiniger", sondern lediglich das, was Katami zuvor in die Kategorie "Werkzeuge" eingeordnet hatte.

Der Harvard-Psychiater Allan Hobson weist gegenüber dem Fachblatt "Science" darauf hin, dass man bei diesen Versuchen besser von "hypnagogischen Halluzinationen" statt von Träumen sprechen sollte. Träume im engeren Sinne sind nämlich an die sogenannte REM-Phase des Schlafes gebunden.

Katami verwendete hingegen der Einfachheit halber jene geistigen Bilder, die seine Probanden in der Einschlafphase gesehen hatten. Masako Tamaki, Co-Autorin der Studie lässt den Einwand gelten, vermutet aber: "Sehr groß werden die Unterschiede nicht sein."

Robert Czepel, science.ORF.at

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