Anhoren
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Ein Team der Uni Marburg konnte mit Hilfe mathematischer Modelle aufzeigen, wie das menschliche Gehirn sensorische Reize verarbeitet – und wir uns deshalb nicht selbst kitzeln können.
Wir können uns nicht selbst kitzeln oder nehmen die eigenen Schritte anders war als die einer fremden Person. Das liegt daran, dass unsere Wahrnehmung bei selbst erzeugten Bewegungen abgeschwächt ist. Und ein interdisziplinäres Team der Philipps-Universität Marburg aus den Bereichen Psychologie, Psychiatrie und Neurowissenschaften kann nun auch erklären, warum.
Konkret hat das Team ein mathematisches Modell entwickelt, das aufzeigt, wie das Gehirn sensorische Reize verarbeitet und welche Rolle die sensorische Abschwächung dabei spielt. Basis des Modells sind die sogenannte Bayesianischen Kausalen Inferenz sowie die Graphentheorie. Vereinfacht ausgedrückt wägt unser Gehirn ständig ab, ob sensorische Informationen aus einer internen oder externen Quelle stammen. Also: Höre ich mich selbst oder etwas anderes? Kommt die Berührung von mir selbst, von meinem Freund oder von einem Fremden? Das Gehirn ist fortwährend aktiv damit beschäftigt, die Ursachen von sensorischen Informationen herauszufinden. Ist der Reiz das vorhersehbare Ergebnis einer eigenen Bewegung, wird er als „intern“ eingestuft und in der weiteren Verarbeitung herunterreguliert.
Zweifach bestätigt
Das Modell wurde mit zwei unabhängigen experimentellen Datensätzen getestet, die in den Forschungsgruppen von Prof. Katja Fiehler und Elena Führer von der Universität Gießen sowie Prof. Benjamin Straube und Christina Schmitter von der Universität Marburg erhoben wurden.
In einem ersten Experiment zur taktilen Wahrnehmung strichen Versuchspersonen mit dem Finger über geriffelte 3D-gedruckte Objekte. Kurz bevor der Finger der Versuchsperson an der geriffelten Fläche ankam, wurde ein kleiner Vibrationsreiz am Finger präsentiert. Dabei zeigte sich, dass die Wahrnehmung des Vibrationsreizes durch Vorhersagen des Gehirns beeinflusst wurde – „ein starker Hinweis auf sensorische Abschwächung“, kommentiert die Dr. Anna-Lena Eckert.
Das zweite Experiment nahm die visuelle Verzögerung ins Visier: Die Teilnehmer sahen ihre Handbewegungen auf einem Bildschirm, wobei sie die Handbewegung in manchen Fällen selbst aktiv ausführten und manchmal ihre Hand von einem Hebel passiv bewegt wurde. In einigen Fällen wurde eine Zeitverzögerung zwischen der Bewegung und dem Video der Bewegung eingefügt. Die Wahrnehmung dieser Verzögerung war geringer, wenn die Bewegung aktiv ausgeführt wurde.
Unterstützung vom Hochleistungsrechencluster
Die Datensätze beider Experimente wurden mit Simulationen und Modelloptimierungen aus der Arbeitsgruppe um die theoretische Psychologin Anna-Lena Eckert abgeglichen. Die Berechnungen liefen auf dem Marburger Hochleistungsrechencluster MaRC3. „Die Ergebnisse zeigen eine hohe Übereinstimmung zwischen den experimentellen Daten und den Vorhersagen des Modells“, berichtet das Forschungsteam.
Sensorische Abschwächung spielt also nicht nur eine Rolle in der alltäglichen Wahrnehmung, sondern könnte auch erklären, warum manche Menschen mit psychischen Erkrankungen Schwierigkeiten haben, ihre eigenen Handlungen korrekt zuzuordnen. Insbesondere bei Schizophrenie könnte eine veränderte sensorische Abschwächung dazu beitragen, dass Betroffene das Gefühl haben, fremdgesteuert zu sein oder ihre eigenen Bewegungen nicht als selbst verursacht wahrnehmen. „Das Modell könnte zukünftig helfen, neue diagnostische und therapeutische Ansätze zu entwickeln,“ schließt der Marburger Psychologieprofessor Dominik Endres aus den Ergebnissen. Endres leitet die Arbeitsgruppe „Theoretische Kognitionswissenschaft“ an der Uni Marburg.
