Gehirnforschung

Die moderne Gehirnforschung begann mit der Phrenologie, als Franz Joseph Gall Zusammenhänge zwischen Arealen des Gehirns und kognitiven Funktionen herstellte.

Studien mit Magnetresonanztomographie sind aufgrund kleiner Stichprobengrößen fehleranfällig

Die Magnetresonanztomographie hat das Verständnis des menschlichen Gehirns durch die gut reproduzierbare Zuordnung von Fähigkeiten zu bestimmten Strukturen etwa in Läsionsstudien und Funktionen verändert, doch bei der Erforschung und Behandlung psychischer Erkrankungen sind ähnliche Fortschritte durch die Magnetresonanztomographie noch nicht erreicht worden. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, Assoziationen zwischen interindividuellen Unterschieden in der Hirnstruktur oder -funktion und komplexen kognitiven oder psychischen Phänotypen zu reproduzieren, etwa in hirnweiten Assoziationsstudien. Solche Studien beruhen in der Regel auf Stichprobengrößen,… Weiterlesen »Studien mit Magnetresonanztomographie sind aufgrund kleiner Stichprobengrößen fehleranfällig

Das menschliche Gehirn hat ein spezifisches Gesangszentrum

Singen ist eine Form der Klangerzeugung, die sich von der Sprache durch ihre melodische Intonation und Rhythmik unterscheidet, und diese wiederum unterscheidet sich von der Instrumentalmusik durch die stimmliche Struktur und die stimmliche Resonanz. Eine Studie von Norman-Haignere et al. (2022) zeigte nun, dass der menschliche auditorische Cortex nicht nur selektiv auf Musik im Vergleich zu Sprache reagiert, sondern dass dies durch neuronale Subpopulationen vermittelt wird, die spezifisch auf verschiedene Arten von Musik reagieren, einschließlich einer Untergruppe… Weiterlesen »Das menschliche Gehirn hat ein spezifisches Gesangszentrum

Wie das Gehirn mathematische Operationen abbildet

Die Arithmetik ist bekanntlich ein Eckpfeiler der wissenschaftlichen und technologischen Hochkultur des Menschen, aber ihre neuronalen Mechanismen sind nur unzureichend verstanden. Das Rechnen mit Zahlen erfordert die vorübergehende Speicherung und Manipulation numerischer Informationen nach arithmetischen Regeln. Aus Experimenten mit Affen wusste man bereits, dass es bestimmte Areale für arithmetische Operationen gibt. Kutter et al. (2022) untersuchten nun bei Epilepsiepatienten und -patientinnen mit implantierten Elektroden jene Hirnmechanismen, die an einfachen arithmetischen Operationen beteiligt sind, indem sie die Aktivität… Weiterlesen »Wie das Gehirn mathematische Operationen abbildet

Intelligenz ist im gesamten Gehirn verteilt

Intelligenz beschreibt das allgemeine kognitive Fähigkeitsniveau eines Menschen und sie ist eines der grundlegendsten Konzepte der psychologischen Wissenschaft und entscheidend für die wirksame Anpassung des Verhaltens an unterschiedliche Umweltanforderungen. Es hat sich gezeigt, dass wechselnde externe Aufgabenstellungen eine Rekonfiguration funktioneller Gehirnnetzwerke bewirken. Ob die neuronale Rekonfiguration zwischen verschiedenen Aufgaben mit Intelligenz zusammenhängt, wurde jedoch noch nicht untersucht. Faskowitz et al. (2022) haben daher Daten der funktionellen Magnetresonanztomographie von mehr als achthundert Probanden verwendet, um zu zeigen, dass… Weiterlesen »Intelligenz ist im gesamten Gehirn verteilt

Zwei Aspekte der sozialen Kompetenz: Empathie und Perspektivübernahme

Das Gehirn besitzt zwei allgemeine Fähigkeiten für das Manövrieren in der sozialen Welt. Die Empathie ist gefühlsbasiert und hilft uns, an den Emotionen des anderen teilzunehmen. Die zweite, die Fähigkeit zum Perspektivwechsel, ist ein komplexer Denkprozess, der dazu dient, sich die Umstände des anderen vorzustellen und darüber nachzudenken, was diese Person denken könnte. Diese beiden abstrakten Fähigkeiten zum Eindenken und Einfühlen in Andere setzen sich wiederum aus verschiedenen Bausteinen zusammen. Beide Gesamtkompetenzen werden jeweils von einem auf… Weiterlesen »Zwei Aspekte der sozialen Kompetenz: Empathie und Perspektivübernahme

Wie die innere Sprache in Gehirn repräsentiert wird

Die Rekonstruktion der inneren Sprache aus der neuronalen Aktivität mit Hilfe von Gehirn-Computer-Schnittstellen ist für Menschen mit schweren Sprachproduktionsdefiziten bedeutsam. Während die Dekodierung von offener Sprache Fortschritte gemacht hat, war die Dekodierung von imaginierter Sprache bisher nur begrenzt erfolgreich, vor allem weil die zugehörigen neuronalen Signale im Vergleich zu gesprochenen Sprache schwach und variabel sind und daher von Lernalgorithmen nur schwer dekodiert werden können. Proix et al. (2022) haben Datensätze von Menschen erfasst, denen zur Beurteilung ihrer… Weiterlesen »Wie die innere Sprache in Gehirn repräsentiert wird

Falsche Erinnerungen

Unser Gedächtnis ist weniger zuverlässig als wir denken – und überraschende Anblicke oder Erlebnisse tragen dazu bei, unser Gedächtnis zu manipulieren, wie ein Experiment jetzt gezeigt hat. Wenn Versuchspersonen ein Video sahen, das abrupt durch etwas anderes unterbrochen wurde, war ihre Erinnerung an dieses und ähnliche Videos anschließend verzerrt. Die Ursache für diesen Effekt liegt im Hippocampus – dem Gedächtniszentrum unseres Gehirns. Lange Zeit dachte man, unser Gedächtnis sei eine Art Fotoalbum des Erlebten: Einmal gespeichert, galten… Weiterlesen »Falsche Erinnerungen

Wenn das Gehirn bei Prognosen einen Fehler erwartet

Unbewussten Vorhersageprozesse im Gehirn werden heute als einer der grundlegenden Mechanismen angesehen, wie das menschliche Gehirn arbeitet – prädiktive Kodierung. Dercksen et al. (2020) haben untersucht, welcher fundamentale Mechanismus im Gehirn bei der Erwartung von Fehlern bei dieser Prognose von zukünftigen Ereignissen abläuft. Wird etwa in einer Versuchsanordnung vom Gehirn nach dem Drücken eines Knopfes ein Hörreiz erwartet, der aber unerwarteter Weise dann nicht folgt, kann im Gehirn mittel EEG eine Auslassungsreaktion beobachtet werden. Diese endogene Reaktion… Weiterlesen »Wenn das Gehirn bei Prognosen einen Fehler erwartet

Warum das menschliche Gehirn geschrumpft sein könnte

Die Größe des menschlichen Gehirns hat sich in den sechs Millionen Jahren seit dem letzten gemeinsamen Vorfahren von Homo und Schimpanse fast vervierfacht, aber es wird angenommen, dass das menschliche Gehirn seit dem Ende der letzten Eiszeit an Volumen verloren hat. Der Zeitpunkt und der Grund für diese Abnahme sind rätselhaft. Hier verwenden DeSilva et al. (2021) die Analyse von Veränderungspunkten, um den Zeitpunkt der Veränderungen in der Gehirnentwicklung abzuschätzen. Sie stellen fest, dass die Hominidengehirne vor… Weiterlesen »Warum das menschliche Gehirn geschrumpft sein könnte

Wollen Sie wissen, was eine nun leider tote Maus einmal gedacht hat?

In fünfjährige Arbeit ist es Wissenschaftlern gelungen, die bisher größte, vollständige räumliche Karte einer Gehirnregion einer Maus anzufertigen. Zunächst wurden die Hirnaktivitäten der lebenden Maus über 70.000 Mal gemessen, während diese visuellen Reizen wie Naturaufnahmen ausgesetzt wurde, danach wurde das Gehirn entnommen und in 25.000 Scheiben zerlegt. Dieses Material wurde dann mit einem Elektronenmikroskop in über 150 Millionen Bildern erfasst, wobei der letzte entscheidende Schritt eine Rekonstruktion mit einer Kombination aus künstlicher Intelligenz und menschlicher Korrektur darstellt.… Weiterlesen »Wollen Sie wissen, was eine nun leider tote Maus einmal gedacht hat?

Unbewusste Erinnerungen im episodischen Gedächtnis resistenter gegen das Vergessen

Bisher ging man davon aus, dass nur bewusst Erlebtes im episodischen Gedächtnis und über den Hippocampus gespeichert wird und auch das Verhalten beeinflusst. Schneider et al. (2021) konnten nachweisen, dass nicht nur bewusste, sondern auch unbewusste alltägliche Erlebnisse von unserem Gedächtnis abgespeichert werden, wobei die unbewussten Erlebnisse im Unterschied zu den bewussten vom Gehirn nicht wieder gelöscht werden. Zudem entdeckte man, dass nur das bewusst gelernte, aber nicht unbewusst gelernte Episodenwissen einem Vergessensprozess unterliegt. In den Experimenten… Weiterlesen »Unbewusste Erinnerungen im episodischen Gedächtnis resistenter gegen das Vergessen

Haben intelligente Menschen größere Pupillen?

Es ist bekannt, dass Pupillenerweiterungen des Auges mit zentralen kognitiven Prozessen korrespondieren, wobei die Beziehung zwischen Pupillengröße und individuellen Unterschieden in den kognitiven Fähigkeiten jedoch noch nicht eingehend untersucht worden ist. Tsukahara et al. (2016) haben in einigen Studien systematisch erforscht, ob die Ausgangspupillengröße während einer Aufgabenbewältigung mit individuellen Unterschieden in der Arbeitsgedächtniskapazität und der fluiden Intelligenz zusammenhängt. Dazu vermaß man die Pupillen mittels eines Augentrackers, also einer hochempfindlichen Kamera und eines Computers, der die Lichtreflektion von… Weiterlesen »Haben intelligente Menschen größere Pupillen?