Interozeption: Wie wir die inneren Empfindungen unseres Körpers verstehen

Es ist üblich, sich das Gehirn als ein Organ vorzustellen, das auf Reize aus der Außenwelt reagiert. Ein schweres Buch fällt neben Ihnen vom Tisch, und Ihr Gehirn lässt Sie den Aufprall sehen, hören und fühlen. Wenn Sie sich jedoch ein stummgeschaltetes Video ansehen, in dem ein Buch vom Tisch fällt, kann Ihr Gehirn dennoch eine Version dieser Empfindungen erzeugen – und Sie dazu veranlassen, bei dem illusorischen Aufprall des Buches auf den Boden aufzuspringen, obwohl die Signale, die wir normalerweise als Geräusche oder Vibrationen verarbeiten würden, nicht vorhanden sind.

Das liegt daran, dass sich unsere Gehirne nicht entwickelt haben, um auf die Welt um uns herum zu reagieren, sondern um vorherzusagen, was als Nächstes mit uns geschehen wird, erklärt APS-Präsidentin Lisa Feldman Barrett von der Northeastern University.

„Gehirne haben sich nicht für Rationalität entwickelt“, so Barrett. „Sie haben sich nicht entwickelt, um zu denken oder die Welt genau wahrzunehmen. Sie haben sich nicht einmal dafür entwickelt, dass man sehen, hören oder fühlen kann. Das Gehirn hat sich entwickelt, um den Körper zu regulieren, damit er sich effizient in der Welt bewegen kann.“

Die Hauptaufgabe eines Gehirns, das im Dienste des Körpers arbeitet, ist die Allostase: die Regulierung der körpereigenen Systeme, indem es Bedürfnisse vorhersieht und sich darauf vorbereitet, sie zu befriedigen, bevor sie entstehen. Die Interozeption – die Repräsentation der Empfindungen des eigenen Körpers durch das Gehirn – ist die sensorische Folge dieser Aktivität, sagt Barrett, und sie ist von zentraler Bedeutung für alles, vom Denken über Emotionen und Entscheidungsfindung bis hin zu unserem Selbstverständnis.

„Der Körper ist Teil des Geistes, nicht auf eine mystische Art und Weise, sondern auf eine sehr reale biologische Art und Weise“, sagte sie während eines Symposiums zur Integrativen Wissenschaft auf dem Internationalen Kongress für Psychologische Wissenschaft 2019 (ICPS) in Paris. „

Um die Allostase aufrechtzuerhalten, so Barrett weiter, muss das Gehirn kontinuierlich Konzepte konstruieren, die den Körper leiten, indem es Fetzen von sensorischem Input mit Erinnerungen an ähnliche Erfahrungen aus der Vergangenheit integriert. Dieses interne Modell des Körpers in der Welt ermöglicht es dem Gehirn, die Ursachen der Sinnesdaten abzuleiten, die es über die Netzhaut und andere Sinnesorgane empfängt.

„Dieser Vorhersageprozess ist die Art und Weise, wie das Gehirn in der Welt navigiert, seine Handlungen steuert und seine Erfahrungen konstruiert“, sagte sie.

Barretts Arbeit mit der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) hat auch die Rolle des Standardmodus-Netzwerks des Gehirns beleuchtet, das dazu beiträgt, Vorhersagesignale zu initiieren, und des Salienz-Netzwerks, das dazu beiträgt, zu bestimmen, welche unerwarteten Sinnesdaten in einem bestimmten Moment wichtig sind, um zu lernen. Barretts Forschungen zeigen, dass beide Netzwerke, wenn sie zusammenarbeiten, zur Allostase und ihren interozeptiven Konsequenzen beitragen.

Der limbische Kortex dieser Regionen, der einst als reaktive emotionale „innere Bestie“ des Gehirns verspottet wurde, könnte eng mit den antizipatorischen Prozessen verbunden sein, die unsere Wahrnehmung der Welt konstruieren, so Barrett.

(Falsche) Vorhersageprozesse

Die Aufrechterhaltung der Allostase ist vergleichbar mit der Verwaltung eines Budgets für den Körper, in dem Glukose, Wasser, Salz und andere biologische Verbindungen die Währung darstellen, sagt Barrett; wie bei jedem Budget ist es möglich, ein metabolisches Defizit zu haben. Wenn das passiert, reduziert das Gehirn die Ausgaben für zwei „teure“ Dinge: die Bewegung des Körpers und das Lernen neuer Informationen. Dies kann zu Müdigkeit, Verwirrung und Anhedonie und auf lange Sicht zu Depressionen führen.

Allostatische Störungen sind nur einer von vielen Faktoren, die zu Depressionen beitragen, stellt Barrett fest. Die Anerkennung der körperlichen Grundlage der Symptome kann für Betroffene hilfreich sein, die oft das Gefühl haben, ihre negativen Gedanken und Gefühle nicht kontrollieren zu können.

„Manchmal fühlt man sich aus einem rein körperlichen Grund elend“, sagt sie. „Es sind nicht die Gedanken, die die Gefühle steuern, sondern die Gefühle, die die Gedanken steuern.“

Unterschiede in den Vorhersageprozessen, die durch die Interozeption unterstützt werden, können auch zur Psychopathologie beitragen, sagt Martin Paulus von der University of California, San Diego. Gesunde Menschen, erklärt er, haben eine Reihe von Erwartungen über den Zustand der Welt, die sie aktualisieren, indem sie neue Beweise beobachten und im Vergleich zu früheren Erfahrungen bewerten.

Ein Radfahrer zum Beispiel kann ein laufendes Modell haben, wo er auf der Straße radeln kann, das darauf basiert, wie nah Autos im Allgemeinen an den Bordstein herankommen, und das er ständig auf der Grundlage der Geräusche herannahender Autos und der Entfernung, in der er die Fahrzeuge an ihm vorbeifahren sieht, aktualisieren würde.

„Es ist nicht so, dass die Wahrnehmung ein passiver Prozess ist“, sagt Paulus. „Die Wahrnehmung ist ein aktiver Prozess, der auf früheren Erfahrungen beruht.“

Dieser Prozess kann jedoch auch schief gehen. Ein gesunder Mensch könnte einen Anstieg der Herzfrequenz bei der Ankunft auf einer Party als Indikator für Aufregung wahrnehmen, schrieben Paulus und Murray Stein (University of California, San Diego) in der Zeitschrift Brain Structure & Function; jemand, der unter Angst leidet, könnte dasselbe interozeptive Signal jedoch als Vorhersage einer drohenden Gefahr interpretieren.

Paulus, Stein und ihr Kollege Justin Feinstein (University of Tulsa) untersuchten in Biological Psychiatry die Grundlage dieser interozeptiven Vorhersageschemata anhand einer fMRT-Studie mit 26 Teilnehmern, von denen die Hälfte hohe Angstwerte aufwies. Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer in beiden Gruppen bei einer Reihe von Aufgaben, bei denen sie zwischen zwei Optionen wählen mussten, gleich gut abschnitten. Selbst wenn die Wahrscheinlichkeit einer falschen Wahl gering war, zeigten hochgradig ängstliche Personen jedoch eine signifikant höhere Aktivität im vorderen Cingulum, einer Hirnregion, die an der Unterscheidung zwischen prädiktiven und nicht prädiktiven Signalen beteiligt ist.

Dies deutet darauf hin, dass Personen, die zu Angst neigen, möglicherweise mehr Verarbeitungsressourcen für die Entscheidungsfindung aufwenden müssen, um gewöhnliche Schwankungen ihres physiologischen Zustands von Signalen zu unterscheiden, die potenziellen Schaden vorhersagen, schrieb Paulus.

Individuen, die diese Art von interozeptivem Versagen erleben, einschließlich Menschen mit Depressionen, so Paulus, werden nicht zu einer adaptiveren Überzeugung über den Zustand der Welt übergehen, selbst wenn es Beweise dafür gibt, dass ihr derzeitiges Verständnis falsch ist.

„Man kann dieser Person oft Beweise vorlegen, dass die Angst wirklich irrational ist oder keine Grundlage hat, und dennoch gibt es einen starken Widerstand, diese neuen Informationen zu lernen“, sagte er.

Kontextstarrheit kann andererseits dazu führen, dass Menschen ihre früheren Erfahrungen in unangemessener Weise auf ihr Verständnis einer nicht damit zusammenhängenden Situation anwenden – zum Beispiel, wenn ein Wanderer, der auf dem Wanderweg mit einem Bären zusammengestoßen ist, anfängt, auf seinem täglichen Weg an jeder Ecke Bären zu erwarten.

Interozeptive Signale können uns auch in die Irre führen, wenn die Signale unseres Körpers mit unseren besten Interessen in Konflikt geraten und unsere intuitiven Entscheidungsfähigkeiten beeinträchtigen. Um diesen Effekt zu untersuchen, überwachten Barnaby D. Dunn (Medical Research Council Cognition and Brain Sciences Unit, Vereinigtes Königreich) und Kollegen die Herzfrequenz von 92 Teilnehmern, während sie das Iowa-Glücksspiel absolvierten. Bei dieser Messung des intuitiven Denkens geht es darum, dass die Teilnehmer erkennen, dass zwei der vier ihnen zur Verfügung stehenden Kartendecks überwiegend gewinnbringende Karten enthalten, während die anderen beiden Decks mit größerer Wahrscheinlichkeit ihr Endergebnis schmälern werden. Nach Abschluss dieser Aufgabe zählten die Teilnehmer ihre Herzschläge über mehrere Zeitintervalle hinweg, die die Forscher mit den tatsächlichen elektrokardiografischen (EKG) Messungen der Herzfrequenz der Teilnehmer verglichen.

Insgesamt, so schreiben die Forscher in Psychological Science, trafen Teilnehmer mit einer genaueren Interozeption eher Entscheidungen, die mit ihrer Herzaktivität übereinstimmten – das heißt, sie wählten ein Kartenspiel als Reaktion auf einen Anstieg der Herzfrequenz. Erhöhte sich jedoch die Herzfrequenz in der Erwartung, das falsche Deck zu wählen, konnte dies dazu führen, dass die Teilnehmer schlechter abschnitten als diejenigen, die sich der Aktivität ihres Körpers weniger bewusst waren.

Paulus‘ laufende Tulsa-1000-Längsschnittstudie konzentriert sich darauf, herauszufinden, wie diese Art von Vorhersagefehlern zu verschiedenen Psychopathologien im Zusammenhang mit Substanzkonsum und Essverhalten beitragen. Ein Aspekt der Studie rückt die kardiale Interozeption in den Mittelpunkt, indem die Teilnehmer ihre Herzschläge zählen sollen, um ihr Bewusstsein für den eigenen Körper zu bewerten.

„Ich würde gerne sehen, ob wir im wahrsten Sinne des Wortes das EKG des Psychiaters bauen können“, sagte Paulus.

Dies könnte nicht nur präzisere Diagnosen unterstützen, sondern es den Ärzten auch ermöglichen, zu kommunizieren, wie Fehler in den prädiktiven Prozessen, die sich auf die Interozeption stützen, auf individueller Basis zur Psychopathologie beitragen können, schloss er.

Hören Sie auf Ihr Herz

In Abwesenheit von Input aus der Außenwelt könnte das Gehirn seine eigene spontane Aktivität erzeugen, aber es ist auch möglich, dass eine solche Aktivität das Gehirn widerspiegelt, das den viszeralen Input von unseren inneren Organen verarbeitet, sagte Catherine Tallon-Baudry, die kognitive Neurowissenschaften an der École Normale Supérieure in Frankreich studiert. Sowohl das Herz als auch der Magen-Darm-Trakt erzeugen ihre eigene elektrische Aktivität (so kann ein Spenderherz, das im Kühlhaus aufbewahrt wird, von selbst weiterschlagen), und während der fötalen Entwicklung beginnen diese Organe zu kontrahieren, bevor das Gehirn voll aktiv wird. Dies deutet darauf hin, dass sich das Gehirn als Reaktion auf diese Organe entwickelt.

„Wir neigen dazu zu denken, dass das Gehirn an der Spitze der Pyramide sitzt und den Körper im Allgemeinen kontrolliert – in Wirklichkeit ist es wahrscheinlich umgekehrt“, sagte Tallon-Baudry.

Ein Hinweis darauf ist die Art und Weise, in der Informationen über die sensorischen Bahnen des Körpers zum und vom Gehirn weitergeleitet werden: 80 % der Fasern des Vagusnervs steigen von Organen wie dem Magen und dem Herzen zum Gehirn auf, während nur 20 % in umgekehrter Richtung absteigen.

Dieses sensorische Zusammenspiel kann jedoch mehr als nur die allostatische Regulierung betreffen – Tallon-Baudrys Forschung legt nahe, dass es auch die Einnahme der Ich-Perspektive unterstützt, einen grundlegenden Baustein für unser Selbstgefühl.

Um bewusst zu sein, braucht man ein Bewusstseinssubjekt, erklärt sie, und die Interozeption von Signalen unserer Organe kann unserem Gehirn dabei helfen, eingehende Informationen – einschließlich Sicht, Körperposition und kognitive Kategorien – zu einem einzigen Standpunkt zu vereinen.

Diskussionen über das Bewusstsein können leicht ins Philosophische abgleiten, sagt Tallon-Baudry, aber ihre Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf die mechanischen Aspekte dieses Phänomens.

„Wir wissen, dass es eine Menge unbewusster Informationsverarbeitung im Gehirn gibt, so dass die Ich-Perspektive nicht unbedingt ein Standardmodus ist. Wir brauchen einen Mechanismus, um dies zu erklären“, sagte sie.

In einer Studie im Journal of Neuroscience, in der die Verbindung zwischen dem Herzen und der Ich-Perspektive untersucht wurde, haben Tallon-Baudry und ihre Kollegen Mariana Babo-Rebelo und Craig G. Richter (École Normale Supérieure) beobachteten die Herz- und Hirnaktivität von 16 Personen mit Hilfe der Magnetoenzephalographie (MEG), während ihre Gedanken abschweiften. Die Teilnehmer wurden regelmäßig durch einen visuellen Reiz unterbrochen, woraufhin sie den Inhalt ihrer Gedanken berichteten. Während der Gedanken, von denen die Teilnehmer später berichteten, dass sie sich selbst betrafen, zeigten die Personen eine stärkere neuronale Reaktion auf ihren eigenen Herzschlag im Standardmodus-Netzwerk als während der Gedanken an jemanden oder etwas anderes.

„Wie das Gehirn auf Herzschläge reagiert, unterscheidet zwischen sich selbst und anderen“, sagte Tallon-Baudry.

Eine Anwendung dieser und anderer Ergebnisse im Zusammenhang mit viszeralen Eingaben, merkte sie an, ist die Unterstützung bei der schwierigen Aufgabe, Patienten in nicht ansprechbaren Zuständen zu beurteilen, wie z. B. solche, die aus dem Koma erwachen. Die Überwachung der Reaktion des Gehirns auf die Herzfrequenz kann bei diesen Patienten vorübergehende Anzeichen von Bewusstsein aufzeigen, erklärte Tallon-Baudry, was schwerwiegende Folgen für Entscheidungen am Ende des Lebens haben kann.

Fühlen ist Sehen ist Glauben

Die Interozeption des Inputs unseres Herzens kann auch unsere visuellen Wahrnehmungen beeinflussen, sagte APS Fellow Manos Tsakiris (Royal Holloway University of London, Vereinigtes Königreich) – unabhängig davon, ob das, was wir sehen, da ist oder nicht.

Fehlerhafte prädiktive Kodierung kann zu einer Reihe von Phänomenen beitragen, stellt er fest. In den Vereinigten Staaten beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit, dass Schwarze bei Begegnungen mit der Polizei unbewaffnet getötet werden, mehr als doppelt so hoch wie bei Weißen, die mitunter berichten, dass sie Gegenstände wie Telefone fälschlicherweise für Gewehre und andere Waffen halten.

Diese rassistische Voreingenommenheit wurde auch im Labor nachgewiesen, wo weiße Teilnehmer, die an Aufgaben zur Waffenidentifizierung und Ego-Shooter-Aufgaben teilnahmen, eher berichteten, dass sie eine Waffe sahen oder ihre digitale Waffe als Reaktion auf Bilder von schwarzen Personen abfeuerten.

In einer ähnlichen Studie in Nature Communications mit 30 weißen Teilnehmern überwachten Tsakiris und Kollegen die Herzzyklen der Personen mithilfe eines EKGs während einer Waffenidentifizierungsaufgabe. Die Forscher fanden heraus, dass die Probanden ein nicht bedrohliches Objekt mit größerer Wahrscheinlichkeit als Waffe identifizierten, wenn es einem Bild einer schwarzen Person folgte, das während der Herzsystole, wenn das Blut aus dem Herzen ausgestoßen wird, präsentiert wurde, als während der Herzdiastole oder zwischen den Herzschlägen.

Dies deutet darauf hin, dass die laufende Herzaktivität – und insbesondere die Herzsystole, von der angenommen wird, dass sie die Wahrnehmung von angstauslösenden Reizen verbessert – die Ausprägung von Voreingenommenheit beeinflussen kann, so Tsakiris und Kollegen Ruben T. Azevedo (University of Kent, Vereinigtes Königreich), Sarah N. Garfinkel (University of Sussex, Vereinigtes Königreich) und Hugo D. Critchley (Brighton and Sussex Medical School) schrieben.

„Anstatt zu sagen, dass Sehen gleich Glauben ist, sollten wir eher darüber nachdenken, dass Glauben gleich Sehen ist“, sagte Tsakiris. „Die Art der vorherigen Überzeugungen und Erfahrungen, die man hat, dominieren die Wahrnehmung.“

Die Reaktion unseres Körpers auf Bilder kann auch die Art und Weise prägen, wie wir unsere soziopolitische Welt sehen, was es manchmal schwierig machen kann, Fakten von Fiktion zu unterscheiden, sagt er. In seiner laufenden Forschung hat er herausgefunden, dass die Beschleunigung des Herzschlags als Reaktion auf fotojournalistische Bilder menschlichen Leids mit der Einschätzung korreliert, dass das Bild real und nicht inszeniert oder bearbeitet ist. Personen, die Schwierigkeiten haben, ihre eigenen Emotionen zu benennen, neigen dagegen eher dazu, solche Bilder als gefälscht abzutun.

Ein Faktor, der in diesen Studien keine Rolle zu spielen scheint, so Tsakiris, ist die politische Orientierung: Sowohl bei Konservativen als auch bei Liberalen wurde Erregung als Index für Echtheit verwendet, wobei der Zusammenhang zwischen Erregung und wahrgenommener Echtheit bei älteren Teilnehmern stärker war.

„Bilder, von Gemälden über Ikonen bis hin zum Fotojournalismus und darüber hinaus, waren schon immer sehr mächtige kulturelle Agenten, die die Kultur und die Art und Weise, wie wir soziale und politische Ereignisse erleben, formen, besonders wenn diese aus der Ferne geschehen“, sagte Tsakiris.

Diese Bilder werden oft als „wahrheitsgetreue Zeugen der Realität“ betrachtet, fuhr er fort, aber gleichzeitig spiegeln sie unsere Überzeugungen wider. Es ist diese Illusion der Authentizität, unterstützt durch die interozeptiven Eigenschaften, die unsere Realitäten konstruieren, die diese und andere Wahrnehmungen so mächtig machen können.

Referenzen und weiterführende Literatur

Azevedo, R. T., Garfinkel, S. N., Critchley, H. D., & Tsakiris, M. (2017). Cardiac afferent activity modulates the expression of racial stereotypes. Nature Communications, 8(1), Article 13854. https://doi.org/10.1038/ncomms13854

Babo-Rebelo, M., Richter, C. G., & Tallon-Baudry, C. (2016). Neuronale Reaktionen auf Herzschläge im Standardnetzwerk kodieren das Selbst in spontanen Gedanken. The Journal of Neuroscience, 36, 7829-7840.
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