Entscheidungsfindung im Gehirn ist handlungsabhängig

Die Planung von Handlungen kann im Gehirn aufgespürt werden. Dr. Hansjörg Scherberger vom Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich und ETH Zürich hat zusammen mit Forschern des California Institute of Technology nachgewiesen, dass unterschiedliche Hirnareale an der Auswahl von Objekten für verschiedene Handlungsarten beteiligt sind. Dies könnte für die Entwicklung von neuartigen Neuroprothesen für gelähmte Patienten wichtig sein. Die Arbeit ist soeben im internationalen «Journal of Neuroscience» (volume 27, issue 8) erschienen.

Der Parietalkortex oder hintere Scheitellappen ist im Gehirn ein zentraler Ort der Bewegungsplanung. Im Parietalkortex von Affen wurde vor kurzem ein auf Armbewegungen spezialisiertes Areal gefunden. Diese parietale Armregion spielt eine wichtige Rolle bei der Umsetzung von visuellen Informationen in Armbewegungen. Wie die Forscher nun zeigen konnten, ist sie an der Auswahl von Objekten beteiligt, wenn diese Ziel einer Armbewegung sind, jedoch nicht, wenn sie mit den Augen fixiert werden.

Nachdem Rhesusaffen für diese Studie eine Auswahlaufgabe für Arm- und Augenbewegungen gelernt hatten, konnten die Forscher die Objektauswahl aus der neuronalen Aktivität in dieser parietalen Armregion im hinteren Scheitellappen vorhersagen. «Sobald die Tiere die beiden Objekte sahen, aber noch bevor sie die Bewegung ausführten, war eine Vorhersage möglich», so der Neurophysiologe Hansjörg Scherberger. Die Resultate der Studie zeigen, dass es verschiedene kortikale Netzwerke zur Entscheidungsfindung für verschiedene Handlungen gibt, und dass diese Netzwerke für komplexe Handlungsentscheidungen sehr wahrscheinlich zusammenarbeiten.

Diese Ergebnisse könnten für die Entwicklung von so genannten Neuroprothesen für gelähmte Patientinnen und Patienten wichtig sein. Diese Neuroprothesen lesen neuronale Signale direkt aus dem Gehirn aus und verarbeiten sie zur Steuerung von künstlichen Effektoren wie etwa Computercursors oder Roboterarmen.