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Ergebnisse neuerer Gehirnforschung

Du kannst dein eigenes Gehirn
mit deinem eigenen Gehirn erforschen, aber nicht ganz.
Hans Magnus Enzensberger

 

Vor fast zweieinhalb Tausend Jahren prägten altgriechische Philosophen wie Platon, Aristoteles und Sokrates den Satz: Der Geist formt den Körper. Heute wissen wir, dass auch das Umgekehrte gültig ist. Das menschliche Gehirn ist nach allgemeiner Ansicht das Organ, welches die spezifisch menschlichen Fähigkeiten verleiht, etwa das Sprachvermögen, das Selbstbewusstsein oder auch die durch das Denken mögliche Transzendenz. Doch die Wissenschaften, die sich mit dem Gehirn beschäftigen, sind trotz intensiver Forschung auch noch heute weit davon entfernt, zu verstehen, wodurch das Gehirn seine erstaunliche Leistungsfähigkeit erhält. Die Einteilung von Zuständigkeiten im Gehirn ist trotz der umfangreichen Forschung sehr grob, denn was genau in den Nervenzellen und zwischen ihnen passiert, weiß man bisher ebenso wenig wie was bei Denkprozessen passiert. Welche Botenstoffe oder Signale schütten die Nervenzellen aus? Wie werden diese auf die anderen Zellen übertragen? Was unterscheidet eine Nervenzelle aus dem Hörbereich von einer aus dem "ewegungsbereich? Und vor allem: Was passiert bei Hirnkrankheiten? Wie verändern sich Stoffwechsel oder Signale? Im Human Brain Project etwa will man zwar das gesamte Wissen über das menschliche Gehirn auf einem Computer nachbilden bzw. simulieren, doch das Gehirn hat eine völlig andere Arbeitsweise, denn im Gegensatz zu Computern, die präzise und mit Hochgeschwindigkeit funktionieren, arbeitet das Gehirn mit einer Ansammlung von teilweise sehr langsamen Bauteilen bzw. Mechanismen, wobei es dem Gehirn aber gelingt, mit raffinierten Verfahren Informationen dennoch blitzschnell und zuverlässig zu verarbeiten. Siehe dazu auch Warum das Human-Brain-Projekt scheitern muss.Noch weniger kennt man übrigens den Zusammenhang zwischen dem Gehirn und dem Genom, denn die theoretisch im Erbgut enthaltene Informationsmenge reicht bei Weitem nicht aus, um einen vollständigen Bauplan für so ein komplexes Netzwerk wie das Gehirn bereitzustellen. Der Schlüssel dazu ist vermutlich die Selbstorganisation, was bedeutet, dass das Ganze viel mehr als die Summe seiner Teile darstellt. Es ist äußerst fraglich, ob es rein physikalisch jemals möglich ist, Selbstorganisation jenseits lebender Prozesse nachzubilden.Übrigens: Aristoteles schrieb dem Gehirn einst die vordringliche Aufgabe zu, das Blut zu kühlen, und die Ägypter hielten das Gehirn für so unwichtig, dass sie es vor der Mumifizierung durch die Nasenlöcher herauszogen ;-)

Die moderne Gehirnforschung begann mit der Phrenologie, die Franz Joseph Gall 1800 entwickelte und Zusammenhänge zwischen Arealen des Gehirns und kognitiven Funktionen herstellte. Damit legte er den Grundstein für die Neurowissenschaften, wobei Theodor Schwann zusammen mit dem Matthias Schleiden 1839 die Zelltheorie formulierte, dass nämlich alle Lebewesen aus Zellen bestehen und sich diese zumindest in den Grundzügen ihres Aufbaus ähnlich sind. Hermann Ebbinghaus begründete 1885 durch seine Versuche mit sinnlosen Silben die empirische Gedächtnisforschung. Camillo Golgi entdeckte 1873 eine Methode, um einzelne Nervenzellen zu färben und so unter dem Mikroskop sichtbar zu machen, 1894 vermutete Ramón y Cajal, dass das Gehirn aus vielen einzelnen Nervenzellen besteht, die über Synapsen miteinander kommunizieren. Golgi und Cajal erhalten für ihre Arbeiten 1906 den Nobelpreis für Medizin. Alexander Luria untersuchte 1920 den Reporter Shereshevskii, einen Menschen mit einem nahezu perfektem Gedächtnis, und zeigte damit, dass Vergessen beim Denken helfen kann. Henry Hallett Dale und Otto Loewi entdecken 1936, dass Informationen zwischen den Nervenzellen durch chemische Botenstoffe übertragen werden. Auch sie erhalten den Nobelpreis für Medizin. Donald Hebb erkannte 1940 ein Grundprinzip der Gedächtnisbildung, dass Neuronen gleichzeitig feuern, wodurch Erlebnisse im Gehirn verankert werden. Je öfter diese gemeinsame Aktivierung geschieht, desto stabiler wird die Verbindung zwischen diesen Nervenzellen, sodass schließlich die Aktivierung eines Neurons ausreicht, um eine damit verbundene komplexe Erinnerung zu aktivieren. Roger Wolcott Sperry erkannte 1981, dass die rechte und linke Hirnhälfte spezialisiert arbeiten, wobei die linke sich auf Sprachverstehen und Sprechen spezialisiert hat, während die rechte auf Wahrnehmung und Bewegung konzentriert ist. Sperry erhält dafür den Nobelpreis für Medizin, wobei seine Entdeckung in der Folge immer mehr trivialisiert worden ist, sodass letztlich in vielen Köpfen ein völlig falsches Bild von der Funktionsweise des menschlichen Gehirns entstanden ist. Eric Kandel zeigte in Experimenten im Jahr 1963, dass Nervenzellen lernen können, wobei es das Protein CPEB ermöglicht, Erinnerungen aus dem Kurzzeitgedächtnis ins Langzeitgedächtnis zu befördern. Dafür erhielt er im Jahr 2000 den Nobelpreis.


Überblick über weitere Arbeitsblätter zum Thema Gehirn


Einfluss von Umweltchemikalien auf die Gehirnentwicklung

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns und des Nervensystems sind extrem empfindlich, da sie sich über den Zeitraum vom Embryonalstadium bis zur Pubertät erstrecken. Untersuchungen ergaben, dass die Gehirnentwicklung von Kindern auch in europäischen Industrieländern von Substanzen beeinträchtigt wurden, die sich in ihrer Mutter angereichert haben und während der Schwangerschaft auf den Fötus übertragen wurden. Man schätzt, dass etwa zehn Prozent aller neurologischen Verhaltensstörungen vollständig oder teilweise von Chemikalien mit neurotoxischen Effekten verursacht werden, z.B. die in vielen Ländern verbotenen polychlorierten Biphenyle (PCB) und bromierten Flammschutzmittel, die sich in Videos, Fernsehern, Computern, Polsterbezügen, Autositzen und Möbeln befinden.

Eine WWF-Studie fasst neuere wissenschaftliche Untersuchungen zusammen, die zeigen, dass synthetische chemische Substanzen die Gehirnentwicklung und Motorik von Kindern schon in minimalen Konzentrationen beeinträchtigen, wie sie bereits im menschlichen Blut nachgewiesen wurden. Diese Substanzen führen zu einer geringeren Gedächtnisleistung, verminderter visueller Wahrnehmung, weniger entwickelter Bewegungsfähigkeit,und zu niedrigeren Intelligenzquotienten. Zusätzlich steigt die Zahl von Störungen wie das Aufmerksamkeitsdefizitsyndrom (ADHS) und der Autismus an. Aus der Studie geht hervor, dass 70 Prozent der meistgenutzten Chemikalien bisher nicht oder nur unzureichend auf ihre Effekte auf Gehirn und Nervensystem geprüft wurden und daher ein unbekanntes Risiko für die kindliche Entwicklung darstellen.

Quelle:
Compromising our Children - chemical impacts on children's intelligence and behaviour. A Chemicals and Health Campaign Briefing. WWF-UK, June 2004.
WWW: http://www.panda.org/
downloads/toxics/children.pdf (04-06-11)

 

Veränderungen des Gehirns während der Pubertät

Nach Untersuchungen von Jay Giedd (2008) sind manche Teile des Gehirns erst zwischen dem 25. und 30. Lebensjahr voll ausgereift, vor allem jener Teil des Gehirns, der plant, vorausschauend handelt, abwägt und die Impulse kontrolliert. In einer Langzeitstudie wurden die Gehirne von Jugendlichen und jungen Erwachsenen im Computertomographen untersucht, wobei es auch eine Rolle spielte, ob Jugendliche Sport treiben, ein Instrument spielen oder völlig untätig sind, denn viel benutzte Nervenbahnen werden verfestigt, während wenig genutzte in dieser Zeit abgebaut werden. Bisher hatte man geglaubt, bis zum fünften Lebensjahr sei die Myelinbildung im Zentralnervensystem nahezu abgeschlossen. Der Neurologe Jay Giedd (2008) wies auch nach, dass das menschliche Gehirn zu Beginn der Pubertät einen regelrechten Wachstumsschub erlebt - vor allem im präfrontalen Cortex, in dem Impulse und Regungen gehemmt oder gesteuert werden. Myelin, das die weiße Gehirnsubstanz bildet, tritt im Lebensalter von zehn bis zwanzig Jahren um volle 100 Prozent mehr auf. Dieses Myelin hüllt die Axone ein, die langen Fortsätze der Nervenzellen im Gehirn. Die Nerven-Signale laufen dadurch 30 mal schneller - sie erreichen eine Geschwindigkeit von 100 Metern pro Sekunde. Allerdings hat diese Effizienz ihren Preis: Gehirnverbindungen sind nun starrer und nicht mehr so flexibel. Bei Kleinkindern ist das noch nicht der Fall. Deshalb haben sie nicht die geringste Schwierigkeit, Fremdsprachen zu lernen. Sie lernen Vokabeln und Grammatik quasi im Spiel. Der amerikanische Hirnforscher Harry Chugani fragt sich daher, warum sich Schüler erst in der kritischen Phase des Gehirns daran machen müssen, in der Schule Sprachen zu lernen. Die Hirnforschung sagt: eindeutig zu spät.  

Nach neuesten Forschungen sorgt der Botenstoff Neurokinin B im Gehirn dafür, dass mehrere Hormone kaskadenartig freigesetzt werden, die dann die Entwicklung zur Geschlechtsreife auslösen.

In der Pubertät wird auch der Corpus callosum verstärkt, der die linke und rechte Hirnhälfte verbindet. Der Hormonschub trägt zur Geschlechtsdifferenzierung auch im Gehirn bei, dass Knaben im Durchschnitt ein besseres räumliches Vorstellungsvermögen entwickeln. Die Zirbeldrüse schüttet das Hormon Melatonin in diesem Alter auch später am Tag aus, was erklären könnte, dass Jugendliche zum langen Aufbleiben neigen.

Paul Thompson (Universität von Kalifornien) stellte bei einer Vergleichsuntersuchung von 23 eineiigen sowie 23 zweieiigen Zwillingen fest, dass die menschliche Intelligenz stark von der Qualität der Axone abhängt, vor allem von der isolierenden Schicht aus Myelin: je dicker diese Schicht ist, desto schneller werden die Nervenimpulse weitergeleitet, was der intellektuellen Leistung förderlich ist. Die Beschaffenheit des Myelins in vielen Teilen des Gehirns ist genetisch festgelegt wird.

In einer Studie fand der Neurologe Robert McGivern (San Diego State University, Kalifornien), dass ungefähr ab dem elften Lebensjahr ein Umbau von Nervenverbindungen im Gehirn stattfindet. Diese Neustrukturierung des Gehirns - vor allem im Stirnhirn - könnte an den wechselnden Launen und Gemütslagen pubertierender Teenager Schuld sein. Damit verlören diese viel von ihrer Fähigkeit, die Gefühle anderer Menschen und soziale Szenarien einzuschätzen. Daraus resultiere Unsicherheit und Verwirrung in emotionalen Situationen, sodass Teenager gereizt und launisch reagierten. Erst mit etwa 18 Jahren erreiche das soziale Gespür wieder sein ursprüngliches Niveau. In der Studie wurden 300 Zehn- bis 22-Jährigen Porträts von Menschen gezeigt, deren Gesichtsausdruck beurteilt werden sollte. Kinder und Jugendliche in der Pubertät benötigten viel länger für ihre Einschätzung und machten häufiger Fehler. Der Umbau des Stirnhirns, in dem unter anderem moralische Erwägungen und impulsives Verhalten kontrolliert würden, sei eine mögliche Ursache typischen Teenager-Verhaltens. Jugendliche verarbeiten Reize aus der Außenwelt vermutlich ganz anders als Erwachsene und vor allem bei emotionalen Informationen reagieren Jugendliche eher aus dem Bauch heraus. Möglicherweise interpretieren Jugendliche die sorgenvolle Miene des Vaters als wütend und reagieren automatisch mit Aggression. In der Pubertät baut das Gehirn um.

Übrigens: Solche Forschungsergebnisse lesen sich dann in manchen Medien wie folgt: "Der vordere Teil, der präfrontale Cortex, ist bei Teenagern noch nicht mit dem Rest des Gehirns verbunden“ ;-)
Quelle: http://www.news.at/a/pubertaet-teenager-hormone (31. Mai 2015)

Die Pubertät ist auch eine kritische Phase für die Entstehung psychischer Störungen, denn etwa die Hälfte der bekannten psychischen Erkrankungen beginnen in der Pubertät. Allerdings weiß man bisher nur wenig über diesen Reifungsprozess des Gehirns, welche Faktoren ihn beeinflussen oder welche Umbauprozesse sich wie auf das Verhalten und die emotionale Entwicklung im Detail auswirken. Jugendliche haben während der Pubertät z.B. häufig Schwierigkeiten, ihre Impulse oder starken Gefühle zu kontrollieren, wobei ähnliche Probleme sehr viel ausgeprägter bei bestimmten psychischen Erkrankungen auftreten.

Nicht nur Fehlurteile und Risikobereitschaft sind für junge Menschen typisch, sondern Pubertierende reagieren auch stärker auf Belohnungen als Kinder oder Erwachsene. Nach neueren Untersuchungen sind es hier ebenfalls vor allem entwicklungsbedingte biologische - insbesondere die Gehirnstrukturen betreffende - Unterschiede, die Einfluss auf das unüberlegte Verhalten junger Menschen haben, wobei diese in dem Alter von einer Überaktivität des mesolimbischen Dopaminsystems in ihrem Gehirn getrieben werden, das auch für Suchtverhalten entscheidend ist.

Die Reifung des jugendlichen Gehirns geschieht übrigens nicht gleichmäßig, sondern von hinten nach vorne, denn dieser Prozess beginnt im Kleinhirn und endet im Stirnlappen. Da der Stirnlappen vor allem für Kommunikation, für die Planung von Handlungen und das Unterdrücken von Impulsen zuständig ist, können diese spezifischen Funktionen während dieser Zeit beeinträchtigt sein. Jugendliche bewerten soziale Situatioenn einfach völlig anders, vor allem, wenn es um Entscheidungen geht. Die Amygdala macht aus rationalen Überlegungen immer wieder emotionale Gefühlsausbrüche, denen man als Erwachsener meist unvermittelt gegenüber steht. Die Pubertät ist auf Grund dieser gehirnorganischen Entwicklungen für Jugendliche wie für Eltern eine Zeit voller Missverständnisse und für beide Seiten anstrengend, da die geforderten vernunftorientierten Entscheidungen bei den Jugendlichen kaum stattfinden.

Quellen:
New Scientist 2365, S. 16
Giedd, Jay N. (2008). The Teen Brain: Insights from Neuroimaging. Journal of Adolescent Health , 42, 335-343.

Das heißt dann übrigens in der Boulevardpresse:

"Gehirn wegen Umbau geschlossen" ;-)


Der von der neurowissenschaftlichen Forschung erhobene Anspruch, wesentliche Beiträge zur psychologischen Theoriebildung zu liefern, ist bis heute uneingelöst. Kein einziges mir bisher bekannt gewordenes Forschungsergebnis der Neurowissenschaften hat eine der klassischen psychologischen Theorien auch nur im Wesentlichen erweitert, erschüttert oder gar widerlegt. Vielmehr wird man bei der Lektüre der "neuesten" Erkenntnisse der Neurowissenschaften an die in jedem älteren Lehrbuch der Geschichte der Psychologie nachzulesenden Theorien erinnert, die schon mehr als hundert Jahre auf dem Buckel haben. Derzeit sind fast alle präsentierten Forschungsergebnisse mehr oder minder Minihypothesen, die derzeit in keiner Weise widerspruchsfrei (ein)geordnet werden können, wobei manche die eine oder andere Erkenntnis aus der Wahrnehmungs- oder Gestaltpsychologie bestätigen kann. Ein Fortschritt der psychologischen Theorienbildung ist aber nicht in Sicht. Ähnliches gilt im Hinblick auf philosopische Implikationen, denn auch hier werden Laborsituationen in einer Weise verallgemeinert, die eher ein ideologisches Phänomen darstellen denn ein philosophisches. Oft sind es Schlussfolgerungen, die sogar in ihren Voraussetzungen unhaltbar sind, etwa die Grundvoraussetzung, aus simulierten Handlungen im Rahmen experimenteller Versuche Schlussfolgerungen für praktische Handlungen ziehen zu können, was nirgendwo zureichend begründet oder auch nur plausibel gemacht wird. Ganz abgesehen davon, dass das reflektierende Ich in der neurophysiologischen Welt niemals vollständig abgebildet werden kann, da man unweigerlich in der Selbsterfahrung als Ich präsent ist, d.h., man ist als Ich da, gleichgültig, wie sich das genau im Gehirn manifestiert - allerdings auch nie unabhängig davon.


Merkfähigkeit auch bei moderater Gehirnaktivität

Wie Untersuchungen von Yoo et al. (2011) gezeigt haben, ist für eine gute Merkfähigkeit nicht unbedingt notwendig, dass das Gehirn auf einem hohen Niveau aktiv ist. ProbandInnen wurden Landschaftaufnahmen gezeigt, die sie sich einprägen sollten, wobei die Aktivität vor allem des parahippocampalen Cortex beobachtet wurden, also jenes Bereichs, der für das Einprägen von Bildern wichtig ist. Es zeigte sich, dass mit sinkender Aktivität in diesem Gehirnbereich die Merkfähigkeit sogar zunahm, denn je weniger Neuronen aktiv waren, umso besser erinnerten sich die Probanden an die Bilder. Vermutlich würde eine zu große Aktivität dieser Neuronen ein Abspeichern im Langzeitgedächtnis eher verhindern.

Quelle: Yoo, Julie J., Hinds, Oliver, Ofen, Noa Thompson, Todd W.,Whitfield-Gabrieli, Susan Triantafyllou, Christina, Gabrieli, John D.E. (2011). When the brain is prepared to learn: Enhancing human learning using real-time fMRI. NeuroImage. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.07.063

Gehirnwellen und Identität

Nach neueren Untersuchungen kann man die Gehirnwellen, die bestimmte Wörter auslösen, dafür einsetzen, um Menschen zu identifizieren. Armstrong et al. (2015) haben die Signale von ProbandInnen aufgezeichnet, als sie eine Liste mit 75 Abkürzungen lasen, wobei die ausgewerteten Veränderungen der EEG-Signale so einzigartig waren, dass Menschen zu 94 Prozent identifiziert werden konnten. Eine Anwendung wäre, Gehirnwellen bei Sicherheitssystemen zur Identifizierung der Identität von Menschen einzusetzen. Die Signale entstehen dadurch, dass ein Mensch auf sein semantisches Gedächtnis zugreift, in dem die Bedeutung von bestimmten Wörtern erfasst und abgelegt wird, wobei sich die Sammlung der Bedeutungen, die Menschen mit Wörtern in Zusammenhang bringen, von Mensch zu Mensch mehr oder minder unterscheiden, sodass ein individuelles Muster sichtbar wird. Anderes als episodische Erinnerungen, verändern sich semantische nur wenig.

Quelle: Blair C. Armstrong, Maria Ruiz-Blondet, Negin Khalifian, Kenneth J. Kurtz, Zhanpeng Jin & Sarah Laszlo (2015). Brainprint: Assessing the uniqueness, collectability, and permanence of a novel method for ERP biometrics, Neurocomputing, http://dx.doi.org/10.1016/j.neucom.2015.04.025.

Neuro-Marketing

Neuromarketing ist ein relativ neues und vor allem aus ethischen Gründen kontrovers diskutiertes Teilgebiet des Marketing, in dem psychologische und neuro-physiologische Erkenntnisse für das Marketing untersucht und interpretiert werden, ähnlich wie in den neuen Entwicklungen Neuroökonomie und Neurokommunikation.

Coca Cola ließ 2003 Konsumenten mit dem fMRI durchleuchten, um herauszufinden, wie das Getränk im Gehirn ankommt. Trank der Proband im Blindtest Coca Cola und Pepsi, dann aktivierte Pespi im Schnitt fünfmal stärker das Lustzentrum Nucleus Acumbens als Coca Cola. Wussten die Konsumenten jedoch, was sie verkosteten, dann änderte sich das Bild dramatisch: Coca Cola ließ das Großhirn aufleuchten (Pepsi aber nicht), der den Nucleus Acumbens zum Schweigen brachte. Wussten die Konsumenten, welche Marke sie tranken, dann bevorzugten sie überwiegend Coca Cola.

Grundgedanke des Neuromarketing sind Erkenntnisse der Hirnforschung, die zeigt, dass 70 bis 80 Prozent aller Entscheidungen vollkommen unbewusst vom Gehirn getroffen werden. Im Kaufhaus bestimmen oft nicht der Einkaufszettel, sondern das Sonderangebot und gut platzierte Produkte die Kaufentscheidungen. Da das Gehirn Außenreize unbewusst bewertet, um eine emotionale Entscheidung zu treffen, kann ein Käufer durch das Design einer Verpackung stark beeinflusst werden. Besonders Farben und Gerüche haben emotionale Bedeutungen, aber auch sogar wie sich ein Produkt anfühlt, beeinflusst die Kaufentscheidung.

Einige Firmen setzten so sehr auf Neuromarketing, dass sie ihre Produkte verändern, etwa wenn eine Fluglinie einen Duft entwerfen lässt, der zwar kaum wahrnehmbar ist, aber die Reisenden entspannt und in Urlaubslaune bringt.

Neuere Untersuchungen zeigen übrigens, dass auch unbewusst erlebte Situationen auch unbewusst analysiert, miteinander verglichen und abgespeichert werden, genauso wie dies bei bewusst erlebten Situationen geschieht. Dieses unbewusst erworbene Wissen kann wie bewusstes Wissen später in ähnlichen, aber bewusst erlebten Situationen wieder hervorgeholt werden und beeinflusst das bewusste Entscheidungsverhalten ebenso wie bewusstes Wissen (Reber at al., 2012).

Literatur

Reber, Thomas P., Luechinger, Roger, Boesiger, Peter & Henke, Katharina (2012). Unconscious Relational Inference Recruits the Hippocampus. Journal of Neuroscience, 2. Mai 2012, doi:10.1523/JNEUROSCI.5639-11.2012.

Verschiedene Zahlenzentren im Gehirn

Menschen aber auch manche Tiere können eine Anzahl von Objekten - mathematisch formuliert: die Mächtigkeit einer Menge - ohne Kenntnis sprachlicher Symbole wie Zahlen richtig einschätzen. Dafür gibt es prinzipiell zwei Methoden: entweder simultan, wenn die Objekte auf einmal präsentiert werden wie etwa die Augen eines Würfels, oder wenn sie nacheinander erscheinen, wie die Waggons eines Zuges. Andreas Nieder (Universität Tübingen) fand nun bei Versuchen mit Rhesusäffchen, dass beim simultanen Erfassen eine andere Gruppe von Nervenzellen im im Schläfenlappen aktiv war als beim nacheinander Erfassen. Nach dem Zählen wieder repräsentiert ein drittes Nervenzellensystem die Anzahl der Objekte, und zwar unabhängig von der Zählmethode.

Quelle: Science 2006, 313, S. 1431.

 

Risikobereitschaft und Sexualität

Forscher der Northwestern University (Illinois) und der Stanford University entdeckten in einer neuroökonomischen Studie - die Neuroökonomie, die Neurowissenschaften und Wirtschaftswissenschaften verbindet, um etwa die Motive hinter finanziellen Entscheidungen zu klären -, dass es im Gehirn - der Nucleus accumbens nahe dem basalen präfrontalen Cortex - einen Zusammenhang zwischen sexueller Stimulation und finanzieller Risikobereitschaft gibt. Junge Männer, denen erotische Bilder gezeigt wurden, waren danach eher zu riskanten Geschäften bereit als bei Bildern mit neutralen oder bedrohlichen Motiven. Aus Sicht der Evolution haben Männer vermutlich sowohl Bedarf an Besitz als auch an Frauen. Diese Verbindung zwischen Gier und Sex lasse sich nach Ansicht von Psychologen über Hunderttausende Jahre der Menschheitsgeschichte zurückverfolgen, denn das Eingehen von Risiken ist in der Natur ein gängiger Weg, um seinen relativen Erfolg zu steigern. Eine weitere, noch unveröffentlichte Studie der Harvard-Universität fand einen Zusammenhang zwischen dem Testosteronniveau und dem Eingehen finanzieller Risiken.

Quelle: NeuroReport

Gehirn und Singen

Forscher wiesen nach, dass das Gehirn außergewöhnlich intensiv auf musikalische Reize reagiert. Wenn uns Musik zutiefst berührt und die Gänsehaut über den Rücken jagt, aktiviert sie dieselben Gehirnarreale, die für Belohnung zuständig sind, die auf Stimuli wie Sex, Schokolade oder Rauschdrogen reagieren.

Beim Singen vertieft sich die Atmung, es kommt zur besseren Sauerstoffversorgung des Körpers und des Gehirns, das Herz-Kreislauf-System wird angekurbelt. Regelmäßig Singende sind daher im Schnitt körperlich wie seelisch gesünder als nicht Singende. Eine Studie (Universität Kalifornien) ergab, dass die Speichelproben von 32 Mitgliedern eines Chores nach der Aufführung von Beethovens Missa Solemnis einen Anstieg des Immunglobulins A von 240 Prozent hatten. Ähnliche Wirkung konnte man bei einer Untersuchung mit leukämiekranken Kindern nach 30-minütigem Singen nachweisen. Wer mehrmals täglich ein Lied anstimmt, stärkt seine Abwehrkraft, besonders dann, wenn er sich geärgert hat. Bereits fünf Minuten Ärger verringern das Immunglobulin A für einige Stunden.

Die Chronobiologie zeigt, dass Gesundheit mit dem harmonischen Zusammenschwingen von Rhythmen wie von Puls, Atmung, Blutdruck, hormonellen Zyklen etc. zusammenhängt. Bei Krankheit und Stress ist die Synchronisierung gestört. Musikalische Schwingungen, wie z.B. beim Mantra-Singen, können durch Resonanzprozesse helfen, Körperrhythmen in Einklang zu bringen.

Singen kann auch helfen, negative Emotionen wie Trauer, Angst, Depression, Aggression in positive Gefühle und konstruktive Gedanken umzuwandeln. Beim Singen wird ein Glückscocktail aus antidepressiven Botenstoffen wie Serotonin, Noradrenalin, Beta-Endorphin und Oxytocin ausgeschüttet. Gleichzeitig nehmen Stresshormone ab. Singen kann daher unter Umständen wie Psychotherapie wirken.

Allen Menschen ist gemein, dass ihr Gehirn auf Gesang und Musik unmittelbar reagiert. Neurowissenschaftler stellten fest, dass es im Gehirn angeborene Strukturen für die Verarbeitung von Musik gibt, und dass die Anlagen für Gehör und Sprache schon im Mutterleib im Wesentlichen ausgeprägt werden, denn schon Ungeborene nehmen den Gesang ihrer Mutter wahr. Die menschliche Musikalität liegt letztlich in den Genen begründet und kann vererbt werden. Ein musikalischer Mensch kann zumeist auch richtig singen, wenn er übt, idealerweise von Kindheit an, sodass er mit einigem Training auch den richtigen Ton bilden kann. Es gibt aber auch Menschen, die zwar hören, wenn sie falsch singen, aber sie können nicht richtig singen, egal wie oft sie auch üben. Und es gibt Menschen, die singen gern, hören aber nicht, dass sie falsch singen.

Quelle: OÖnachrichten vom 26.05.2008

Mentale Kontrolle bei Lob und Tadel

Die Psychologin Eveline Crone (Universität Leiden) zeigte in Untersuchungen mittels Magnetresonanztomographie (MRT), dass die Gehirnregionen im Stirnhirn und im Schläfenlappen, die für die mentale Kontrolle zuständig sind, bei acht- und neunjährigen Kindern stark auf positives und kaum auf negatives Feedback reagieren. Bei Zwölf- bis Dreizehnjährigen und bei Erwachsenen im Alter von 18 bis 25 Jahren ist genau das Gegenteil der Fall: Die Kontrollregionen sind bei negativem Feedback besonders aktiv und reagieren bei einer positiven Rückmeldung wenig. Vermutlich ist es für jüngere Kinder leichter zu begreifen, dass sie etwas richtig gemacht haben, während es wesentlich komplizierter ist zu erkennen, dass man etwas falsch gemacht und dann noch aus diesem Fehler lernt. Dieser Unterschied zwischen jüngeren und älteren Kindern kommt vermutlich durch eine Kombination von Gehirnreifung und durch Lernerfahrungen zustande.

Zwischen Kindheit und Erwachsenwerden findet nämlich eine atemberaubende Verwandlung statt, denn während dieses Prozesses müssen sich Jugendliche die Unabhängigkeit von ihren Eltern erkämpfen und ihre eigenen, altersgemäßen Normen aufstellen. Hintergrund sind unter anderem die Hormonen, die während der Pubertät explodieren und die die emotionalen Bereiche im Gehirn beeinflussen und dafür verantwortlich sind, dass Jugendliche verstärkt die Sensation, das Abenteuer, die Gefahr suchen. Allerdings hat dieses Erwachsenwerden auch schöne, positive Seiten hat, denn Kinder formen in dieser Zeit ihre eigene Identität, sie entdecken ihre Talente, sie sind spontan und kreativ. Jugendliche befinden sich in dieser Zeit im Grunde ständig in einer Art Jetlag, denn am Abend können sie nur schwer einschlafen und am Morgen müssen sie früh in die Schule oder zur Arbeit, wodurch oft der Eindruck entsteht, sie seien Autoritäten gegenüber völlig respektlos, obwohl sie nur müde sind. Das Gehirn befindet sich während der Pubertät in einem sehr unausgeglichenen Zustand, d.h., in ruhigen, strukturierten Situationen können Jugendliche sehr vernünftige Entscheidungen treffen und schwierige Aufgaben lösen, aber in anderen Situationen, wenn sie etwa mit Gleichaltrigen zusammen sind, wird plötzlich der für die Emotionen zuständige Teil des Gehirns sehr dominant. Gruppendruck, hohe Risikobereitschaft, große Stimmungsschwankungen hat seine Ursachen im Wesentlichen im Gehirn, denn während der Pubertät arbeiten die verschiedenen Teile des Gehirns nicht so zusammen wie später bei Erwachsenen, d.h., bei Jugendlichen sind jene Gehirnregionen, die für den kurzzeitigen Nutzen zuständig sind, viel aktiver als jene Areale, die wichtig sind für das sorgsame Abwägen von Langzeitfolgen. Eltern sollten daher versuchen, ein besseres Verständnis für jene Veränderungen entwickeln, die während der Zeit des Erwachsenwerdens passieren, d.h., sie sollten bei ihren erzieherischen Maßnahmen bedenken, dass Jugendliche nicht anders, ruppig und kompliziert sind, weil sie bösartig sind, sondern weil ihr Gehirn noch eine Großbaustelle ist. Für Eltern ist es daher eine Gratwanderung, denn Kinder brauchen in dieser Zeit Freiheiten, um sich entwickeln zu können, ihre Grenzen austesten zu können, andererseits müssen Erwachsene dafür sorgen, dass sie nicht in allzu riskante Situationen geraten. Dennoch gehen etwa 80 Prozent der Jugendlichen ohne größere Probleme durch die Pubertät, wobei die Charakteristika der Adoleszenz zu allen Zeiten immer die gleichen waren, denn was sich in den Köpfen und in den Körpern der Jugendlichen von heute abspielt, hat sich auch vor hundert Jahren so abgespielt. Jugendliche sind in diesem Alter auch grundsätzlich aus Überzeugung anderer Meinung als ihre Eltern, denn ab einem Alter von etwa zwölf Jahren sind sie nicht mehr bereit, die Vorschriften anderer blind zu akzeptieren, sondern Jugendliche beginnen darüber nachzudenken, welches Handeln ihrer Meinung nach moralisch vertretbar ist, und passen sich nicht mehr nur den Regeln und Urteilen ihrer Eltern an. Jugendliche brauchen in diesem Alter am notwendigsten Liebe, Schutz, Verständnis und vor allem Lob, denn das Gehirn Jugendlicher reagiert in dieser Umbruchzeit viel stärker auf positive Signale, daher ist es also wirkungsvoller, sie für Erfolge zu loben, als bloß ihre Fehler zu kritisieren.

Quelle: Journal of Neuroscience 2008, 28, S. 9495.

Gehirn, Leistung und Persönlichkeit

Die Rolle des Striatum

Michael Cohen et al. (2008) berichten in "Nature Neuroscience" über ihre Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen der Vernetzung neuronaler Strukturen und und Persönlichkeitsmerkmalen. Zunächst ermittelten sie in Persönlichkeitstest, ob die Probanden besonders neugierig waren und ob sie besonders großen Wert auf Anerkennung legten. Danach prüften sie mittels Magnetresonanztomographie die Nervenstrangverbindungen des Striatums, also jenen Bereich im Großhirn, in dem sich das Belohnungszentrum befindet. Es zeigte sich, dass bei Menschen mit einem ausgeprägten Sinn für Neugierde das Striatum besonders stark mit dem Hippocampus verbunden war. Bei Versuchspersonen mit einem hohen Bedürfnis nach Anerkennung durch andere war eine ausgeprägte Verknüpfung mit dem Stirnlappen vorhanden.

Die Fähigkeit, in Videospielen erfolgreich zu sein, hängt nach einer amerikanischen Studie ebenfalls mit der Größe des Striatum zusammen, also jener Region des Gehirns, die für das Lernen und das Abrufen von Gewohnheiten verantwortlich ist. Probanden mussten 300 Runden des Spiels "Space Forttress" - ein Spiel, bei dem man mit einem Schiff eine Festung einnehmen soll - für die Dauer von je 3 Minuten spielen. Dieses Spiel wird auch für das Überprüfen des Erinnerungsvermögens, der motorischer Fähigkeiten und der Lerngeschwindigkeit genutzt. Probanden mit einem großen Striatum erlernten viel schneller dieses Videospiel und waren erfolgreicher darin, die richtigen Prioritäten zu setzen.

Bei einer wissenschaftlichen Untersuchung mit 39 ProbandInnen (10 Männer, 29 Frauen), die in einem Computerspiel jeweils ein Single-Player-Ziel erreichen und Gegenstände verschieben mussten, schnitten die TeilnehmerInnen mit einem größeren Nucleus accumbens, einem Teil des so genannten Belohnungssystems, deutlich besser ab. Die besten Spieler waren aber jene mit einer Vergrößerung des Nucleus caudatus und des Putamen, zwei Kerngebiete des Großhirns. Eine Vergrößerung in diesem Bereich sorgt dafür, dass neue Fähigkeiten in Spielen, die Anpassung an eine Umgebung und das Ausführen von Befehlen wesentlich schneller erfolgen können. Diese Personen konnten im Test mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen.

Quelle:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/8471182.stm (10-01-20)

Gehirn und psychische Erkrankungen

Schon vor Jahrzehnten Studien zeigten, dass Menschen mit Zwangsstörungen andere Hirnfunktionen haben als Menschen ohne solche Störungen, und dass sich dank einer erfolgreichen Psychotherapie die Hirnfunktionen normalisieren. Es gibt inzwischen viele Studien zu Veränderungen der Gehirnaktivität bei psychischen Erkrankungen, wobei sich verschiedene psychische Störungen markant voneinander in den Gehirnaktivitäten unterscheiden, und dass diese Unterschiede sich bei unterschiedlichen psychischen Prozessen auch anders darstellen.

Man benutzt derzeit auch zur Diagnose von psychischen Erkrankungen ereigniskorrelierte Potenziale im EEG, um festzustellen, ob bestimmte Defizite und Beschwerden tatsächlich vorhanden sind, allerdings kann man im Einzelfall keine Diagnose stellen, denn man muss bei der Interpretation immer das ganze Setting mit einbeziehen. Lässt jemand freiwillig seine Hirnströme messen, wie etwa im Rahmen von Forschungsprojekten, funktioniert das Gehirn unter Umständen ganz anders als in einer Stresssituation, denn steht jemand unter Druck und ist nervös, verändern sich die biologischen Reaktionen des Gehirns. Allerdings nützt das Wissen, dass eine psychische Erkrankung mit neurobiologischen Veränderungen einhergeht, nicht wirklich viel, denn offen bleibt, weshalb gerade dieser Mensch im Gehirn solche Veränderungen hat und andere nicht. Auch bleibt natürlich unerklärt, ob die Veränderungen die Ursache oder nur der Spiegel der psychischen Erkrankung sind.

Kategorisierung in lebende und nicht lebende Objekte

Das menschliche Gehirn nimmt bei der Wahrnehmung eine automatische Kategorisierung nach lebenden und nicht lebenden Objekten vor, sodass der Anblick eines Tisches oder eines Berges andere Gehirnregionen als der Blick auf ein Tier oder in ein Gesicht aktiviert. Bradford Mahon (Universität Rochester) wies nach, dass auch von Geburt an blinde Menschen dieses Wahrnehmungsmuster zeigen, sodass die Verarbeitung von Informationen im Gehirn offensichtlich in grundlegenderen Kategorien erfolgt, die unabhängig vom äußeren Erscheinungsbild des betrachteten Objekts sind. Die Kategorisierung ist also nicht an visuelle Merkmale des Objekts gekoppelt, sondern möglicherweise an Kriterien wie Essbarkeit des Objekts, Verwendbarkeit zur räumlichen Orientierung oder ob von dem Objekt eine Gefahr ausgehen könnte.

Quelle: "Neuron", Bd. 63, S. 397.

Erinnerungsfähigkeit nimmt schon früher ab, als bisher angenommen

Frühere Studien belegen eine Abnahme des Leistungsvermögens des menschlichen Gehirns etwa ab dem 60. Lebensjahr. In einer aktuellen englischen Langzeitstudie über den Zeitraum von zehn Jahren (1997-2007) an 7300 Menschen beiderlei Geschlechts (5198 Männer, 2192 Frauen) im Alter von 45 bis 70 wurde untersucht, wann die Leistung des menschlichen Gehirns unter normalen Umständen abnimmt. Es wurden mehrmals die Fähigkeiten hinsichtlich des Wortschatzes und sprachlichen Ausdrucks, des Erinnerungsvermögens, des logischen Denkens und visueller Fertigkeiten überprüft. Dabei ging das intellektuelle Leistungsvermögen bei den Männern zwischen 45 und 49 um 3,6 Prozent zurück, in der Altersgruppe der 65- bis 70-Jährigen waren es 9,6 Prozent. Bei den Frauen betrug der Rückgang zwischen 45 und 49 Jahren ebenfalls 3,6 Prozent, in der Kohorte der 65- bis 70-Jährigen lag er bei 7,4 Prozent.

Archana Singh-Manoux,Mika Kivimaki, M Maria Glymour, Alexis Elbaz, Claudine Berr, Klaus P Ebmeier, Jane E Ferrie, Aline Dugravot (2012). Timing of onset of cognitive decline: results from Whitehall II prospective cohort study. British Medical Journal.
WWW: http://www.bmj.com/bmj/344/bmj.d7622.full.pdf (12-01-05)

Mittels Stimulation der Gehirnwellen das Lernen verbessern

Das National Research Council in den USA hatte 2008 die künftige Bedeutung von Gehirn-Maschine-Schnittstellen betont, neuronal gesteuerten Prothesen, kognitiven und sensorischen Prothesen, intelligenten Systeme, die so aufgebaut sind, wie menschliche Gehirne, kognitiven Systeme, die das Internet nutzen, um sich Wissen anzueignen, oder auch Möglichkeiten, Zustände oder Intentionen über neurophysiologische Daten zu erkennen. Da auf Grund der Informationsflut nicht mehr alles im menschlichen Gedächtnis abgespeichert werden kann, sollen Techniken entwickelt werden, die die neurokognitiven Prozesse optimieren, welche der Informationsaufnahme ins Gedächtnis zugrunde liegen. Dafür muss zuerst das Kurzzeitgedächtnis verstärkt werden, um dann die Informationen im Langzeitgedächtnis abzuspeichern. Wenn diese beiden Prozesse zeitlich koordiniert würden, kann dies das Erinnern und Wiederabrufen verbessern, wobei diese Synchronisierung durch die Stimulation von Gehirnwellen (Gammawellen, Thetawellen) unterstützen können.

Quelle:
Rötzer, F. (2009). Darpa will das Gedächtnis der Soldaten optimieren.
WWW: http://www.heise.de/tp/blogs/3/142902 (09-08-02)

Filter für den Herzschlag

Dass Menschen ihr Herz nicht schlagen hören ist einer Filterfunktion des Gehirns zu verdanken, wobei eine bestimmte Gehirnregion darüber entscheidet, wie äußere und innere Sinneseindrücke zusammenspielen. Hinzu kommt, dass das menschliche Gehirn visuelle Reize weniger effizient verarbeitet, wenn diese zeitgleich mit dem Herzschlag auftreten, d. h., Menschen sind nicht objektiv und sehen nicht alles, was auf ihre Netzhaut trifft. Das Gehirn entscheidet, welche Informationen ins Bewusstsein dringen sollen, wobei eben auch das Herz beeinflusst, was Menschen sehen, denn interne Reize sollen nicht die Wahrnehmung äusserer Reize stören. Dass diese Filterfunktion Sinn macht, zeigt sich auch, wenn sie nicht richtig funktioniert, denn sich des eigenen Herzschlags bewusst zu sein, hängt mit einer Reihe psychologischer Probleme zusammen, so nehmen Menschen mit Angststörungen ihren Herzschlag viel deutlicher wahr als andere. Aber auch Menschen ohne solche Probleme können ihren Herzschlag spüren, wenn sie etwa grosse Aufregung oder Angst erleben. Möglicherweise sind Angststörungen Ursache oder Folge einer gestörten Filterfunktion für den Herzschlag.
Quelle: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. (2016, May 4). Our brain suppresses perception related to heartbeat, for our own good: Not being aware of the pulse of our heart might prevent anxiety, scientists found. ScienceDaily. Retrieved May 5, 2016 from www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160504121336.htm


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