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Gläserner Kopf

Der Erinnerung auf der Spur

Gehörte Gedankenlesen bisher eher zum Repertoire von Zauberkünstlern und Science-Fiction-Autoren, scheinen die Gehirnforscher diesen in den letzten Jahren langsam den Rang abzulaufen. Nun ist es sogar gelungen, Erinnerungen an Filme von außen zu unterscheiden.

Hirnforschung 12.03.2010

Computer helfen beim Gedankenlesen

Die bildgebenden Verfahren haben der Neurowissenschaft ein riesiges Betätigungsfeld eröffnet. Auch der Traum vom Gedankenlesen - also von "außen" zu sehen, was "innen" gedacht wird - ist damit in greifbare Nähe gerückt. Die Interpretation von Gehirnbildern ist nicht ganz unumstritten; aber die Erfolge häufen sich, vor allem wenn man diese Arbeit Computern überlässt. Immer größere Rechenleistung und die Entwicklung geeigneter Verfahren helfen bei der Auswertung der Bilder.

Die Studie in der Fachzeitschrift "Current Biology": "Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus" von Martin Chadwick et al.

Auch die Forscher rund um Eleanor Maguire vom britischen Welcome Trust Centre for Neuroimaging in London versuchen auf diese Weise, Gedanken aufzuspüren. Bereits letztes Jahr ist es ihnen gelungen, die Position von Studienteilnehmern im virtuellen Raum allein anhand ihrer neuronalen Aktivierungsmuster vorherzusagen.

Komplexe Erinnerungen

Hat sich die vorherige Studie noch mit relativ einfachen Gedanken beschäftigt, gehen die Ansprüche der Forscher in ihrer aktuellen Arbeit deutlich weiter: "Es ist bei weitem interessanter, sich mit komplexen 'episodischen' Erinnerungen zu beschäftigen, die insgesamt viel mehr Informationen beinhalten", so Maguire.

Um zu untersuchen, wie diese im Gehirn repräsentiert werden, zeigten die Wissenschaftler den zehn Probanden drei verschiedene Kurzfilme, die sie sich genau einprägen sollten. Die Filme waren alle sieben Sekunden lang und recht einfach gestrickt. Im Mittelpunkt stand jeweils eine Frau bei alltäglichen Handlungen: Einmal trank sie eine Tasse Kaffee und entsorgte dann den Becher in einem Mistkübel, in einem anderen Film holte sie einen Brief aus ihrer Tasche, den sie in einen Postkasten wirft.

Nachdem die Teilnehmer die Filme gesehen hatten, wurden sie in einen Magnetresonanz-Tomographen (fMRI) geschoben, der die Gehirnaktivität anhand von Veränderungen im Blutfluss aufzeichnet. In verschiedenen Testreihen mussten sie sich entweder gezielt oder nach eigener Entscheidung an eine der drei Episoden erinnern.

Filmtypische Aktivierungsmuster

Die Bilder wurden dann mit einem speziellen Computeralgorithmus ausgewertet. Diese "Multivariante Mustererkennung" versucht, in der Gehirnaktivität charakteristische Aktivierungsmuster zu identifizieren, die jeweils mit einem der drei Filme in Zusammenhang standen.

Bei der Auswertung haben sich die Forscher auf einen Bereich des Temporallappens konzentriert, zu dem auch der Hippocampus gehört. Von diesem nimmt man an, dass er beim episodischen Erinnern eine zentrale Rolle spielt.

Direkter Zugang zu Erinnerungen

Nachdem das Programm die typischen Muster herausgefunden hatte, wurden diese in einer weiteren Testreihe überprüft, für welche die Teilnehmer nochmals in den Tomographen mussten. "Dem Algorithmus gelang es tatsächlich, die verschiedenen Erinnerungsspuren mit einer statistisch signifikanten Trefferquote wiederzuerkennen", so fasst Martin Chadwick, einer der Autoren, das Ergebnis zusammen. Die ähnlichen Inhalte der Kurzfilme haben demnach zu klar unterscheidbaren Gedächtnisspuren, die besonders in drei Bereichen des Hippocampus besonders deutlich waren, geführt.

Die Resultate legen laut Maguire nahe, dass diese Muster sehr stabil sind und dies über viele Reaktivierungen bleiben. Fast noch bemerkenswerter erscheint die Tatsache, dass es - trotz der interindividuellen Unterschiede bei der Aktivierung - klare und messbare Ähnlichkeiten zwischen den Teilnehmern gibt.

Es gibt also gewissermaßen so etwas wie ein Aktivierungsalphabet der Erinnerung. Gedankenlesen ist vielleicht zuviel gesagt, aber dem direkten Zugang zu Erinnerungen sind die Forscher damit wieder einen Schritt näher gekommen.

Eva Obermüller, science.ORF.at

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