Zusammenfassung: Die Stärke der mentalen Vorstellungskraft einer Person hängt mit der Erregbarkeit im präfrontalen Kortex und im visuellen Kortex zusammen. Hoch erregbare Neuronen im visuellen Kortex können die Fähigkeit einer Person, sich mentale Bilder vorzustellen, verringern. Die Ergebnisse geben Aufschluss darüber, wie Aphantasie, ein Zustand, bei dem sich eine Person keine geistigen Bilder vorstellen kann, entstehen kann.
Quelle: University of New South Wales
Die Stärke der mentalen Vorstellungskraft einer Person – ihre Fähigkeit, sich etwas vor ihrem geistigen Auge vorzustellen – hängt mit der Erregbarkeit verschiedener Hirnregionen zusammen, wie eine von Forschern der UNSW Sydney geleitete Studie ergab.
Ein erregbarer präfrontaler Kortex führte dazu, dass eine Person eher starke Bilder visualisieren konnte, während das Gegenteil im visuellen Kortex der Fall war.
Die Erregbarkeit des Gehirns ist die Wahrscheinlichkeit, dass Neuronen feuern, und sie variiert von Person zu Person – frühere Studien haben zum Beispiel gezeigt, dass Menschen, die unter Migräne mit Aura leiden, eine hohe Erregbarkeit des visuellen Kortex haben.
„Überraschenderweise sahen Teilnehmer mit weniger erregbarem visuellen Kortex stärkere mentale Bilder“, sagt Dr. Rebecca Keogh, Postdoktorandin an der Fakultät für Psychologie und Hauptautorin der Studie. Die Ergebnisse wurden heute in der Fachzeitschrift eLife veröffentlicht.
Neuronen, die im visuellen Kortex häufiger feuern, könnten dem Bildsignal „Rauschen“ hinzufügen, so die Theorie der Forscher, und so die Fähigkeit einer Person beeinträchtigen, ein klares Bild in ihrem Kopf zu formen.
„Stellen Sie sich den visuellen Kortex des Gehirns wie eine Kreidetafel vor“, sagt Dr. Keogh, der mit Professor Joel Pearson im Future Minds Lab der UNSW arbeitet, einem Zentrum, das sowohl Grundlagenforschung im Bereich der kognitiven Neurowissenschaften als auch angewandte Arbeiten durchführt.
„Wenn man ein Bild auf eine staubige (stärker erregbare) Tafel zeichnet, ist es schwer zu erkennen, aber wenn man es auf eine saubere (weniger erregbare) Tafel zeichnet, ist das Bild klarer.“
Die neurowissenschaftliche Studie verwendete einen Multi-Methoden-Ansatz, um den Zusammenhang zwischen Erregbarkeit und Bildstärke zu ermitteln, einschließlich der Analyse von fMRI-Gehirnbilddaten und der magnetischen Auslösung schwacher Halluzinationen (eine Methode, die als transkranielle Magnetsimulation oder TMS bezeichnet wird).
Nachdem ein Zusammenhang zwischen der Erregbarkeit des Gehirns und der Stärke der Bilder festgestellt worden war, veränderten die Forscher die Erregbarkeit des visuellen Kortex einer Person mit Hilfe einer nicht-invasiven Hirnstimulation (der so genannten transkraniellen Gleichstromstimulation oder tDCS), um zu sehen, ob dies eine Veränderung der Stärke der Bilder auslöste. An jeder Phase der Studie nahmen 16 bis 37 Personen teil, insgesamt waren es über 150 Personen. Sie planen, diese Forschung in zukünftigen Studien auszuweiten.
„Es gibt auch große individuelle Unterschiede in unserer Fähigkeit, Bilder in unserem Kopf zu erzeugen“, sagt Dr. Keogh. „Für manche Menschen ist das Bild so klar, dass sie es fast sehen können, für andere ist es schwach und undeutlich. Manche Menschen können überhaupt nichts sehen.“
„Unsere Forschung bietet eine mögliche neurologische Erklärung dafür, warum diese großen individuellen Unterschiede auftreten.“
Die Ursache solcher Unterschiede ist ein wissenschaftliches Rätsel, seit Charles Darwins Cousin Francis Galton 1883 entdeckte, dass manche Menschen eine starke Vorstellungskraft haben, während andere ohne jegliche Vorstellungskraft geboren werden.
„Galtons Entdeckung stammt aus dem Jahr 1883, aber es gibt Theorien, die besagen, dass die Frage bis zum Philosophen Platon zurückreichen könnte“, sagt Prof. Pearson, Direktor des Future Minds Lab.
„Es ist aufregend, endlich die ersten Anhaltspunkte dafür zu entdecken, warum sich das geistige Leben eines jeden von uns so sehr unterscheidet.“
In die Vorstellungskraft hineinschauen
Um die Lebendigkeit der geistigen Vorstellungskraft einer Person zu messen, wandten die Forscher eine Labormethode an, die eine visuelle Täuschung namens „binokulare Rivalität“ verwendet, um die sensorische Stärke der Vorstellungskraft direkt zu messen. Diese Methode ist zuverlässiger und genauer, als die Teilnehmer zu fragen, wie stark ihre Bilder sind.
„Den Teilnehmern wurde zu Beginn jedes Experiments mit Bildern entweder der Buchstabe ‚R‘ oder ‚G‘ gezeigt“, sagt Dr. Keogh. „Der Buchstabe stand für das Bild, das sie sich vorstellen sollten: ‚R‘ zeigte ein horizontales rotes Muster an, während ‚G‘ ein vertikales grünes Muster anzeigte.
„Dann mussten sie sich das rote oder grüne Muster 6-7 Sekunden lang vorstellen. Danach wurde ihnen für kurze 750 Millisekunden ein Bild des Musters auf einem Bildschirm (dem binokularen Rivalitätsdisplay) gezeigt.
„Als das Bild verschwand, berichteten sie, welches Bild dominant gewesen war, d.h. ob sie hauptsächlich Grün, Rot oder eine Mischung sahen. Wir maßen die Stärke des visuellen Bildes als den Prozentsatz der Versuche, in denen das Bild, das sie sich vorstellten, das Bild war, das sie in der binokularen Rivalitätsdarstellung sahen.“
Je stärker das mentale Bild war, desto wahrscheinlicher war es, dass es die kurzen visuellen Reize dominierte.
„Diese Methode umgeht die Notwendigkeit, jeden Teilnehmer nach seiner Meinung über seine eigenen Bilder zu fragen, von der wir wissen, dass sie oft verzerrt ist“, sagt Prof. Pearson.
„Stattdessen scheint die Illusion die sensorische Spur zu messen, die das mentale Bild im Gehirn hinterlässt.“
Modulation der neuronalen Aktivität
Das Team passte die Erregbarkeit des Gehirns auch durch die nicht-invasive Hirnstimulation tDCS an. Bei diesem Verfahren werden zwei kleine Elektroden – eine positive und eine negative – an den Seiten des Kopfes angebracht.
„Ganz einfach ausgedrückt: Wenn man die positive Elektrode (die so genannte ‚Anode‘) über einem Teil des Gehirns anbringt, kann dies die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass die Neuronen feuern. Legt man die negative Elektrode (die ‚Kathode‘) auf den Bereich darunter, wird dieser weniger erregbar“, sagt Dr. Keogh.
Dieses Verfahren tut nicht weh – die Teilnehmer spüren höchstens ein Jucken oder ein Kribbeln auf der Haut.
„Die Manipulation des Erregungsniveaus des Gehirns führte zu einer Veränderung der Bildstärke, was darauf hindeutet, dass der Zusammenhang nicht nur korrelativ, sondern kausal ist“, sagt Dr. Keogh.
„Dies ist eine aufregende Entwicklung für die Verwendung von tDCS in potenziellen Therapien zur Anpassung der Bildersprache.“
Ausblick
Weitere Forschungen zur tDCS – einschließlich der Frage, wie sie über längere Zeiträume wirkt und warum manche Menschen größere oder kleinere Erregbarkeitsänderungen bei elektrischer Stimulation zu zeigen scheinen – sind erforderlich, um zu beurteilen, wie sie in potenziellen Therapien eingesetzt werden könnte. Wenn die Therapie durchführbar ist, könnte sie Menschen mit über- oder unteraktiver Bildvorstellung helfen.
„Bei vielen psychischen Störungen können die Bilder unkontrollierbar und traumatisch werden“, sagt Dr. Keogh. „
Prof. Pearson und Dr. Keogh wollen auch herausfinden, wie ihre Ergebnisse die Aphantasie erklären könnten – ein Zustand, bei dem Menschen überhaupt nichts mehr visualisieren können.
„Diese Entdeckung könnte auch ein Licht auf das aktuelle Thema werfen, was Aphantasie und Hyperphantasie (hochaktive Visualisierungen) verursacht“, sagt Prof. Pearson. „
Dr. Keogh sagt, dass jede Kognition, die visuelle Bilder verwendet, wahrscheinlich von der Stärke der individuellen Bilder beeinflusst wird.
„Wenn wir verstehen, was diese individuellen Unterschiede auf neuronaler Ebene antreibt, können wir möglicherweise die Stärke der Bilder erhöhen und damit auch andere Kognitionen, die visuelle Bilder verwenden, fördern“, sagt sie.
Geistige Bilder spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben und bei mentalen Prozessen. Ob beim Erinnern an die Vergangenheit, beim Lesen von Büchern oder bei geführten Meditationen – viele Menschen nutzen täglich visuelle Bilder.
„Mentale Bilder sind ein zentraler mentaler Prozess“, sagt Prof. Pearson. „
Über diesen neurowissenschaftlichen Forschungsartikel
Quelle:
Universität von New South Wales
Medienkontakte:
Sherry Landow – University of New South Wales
Bildquelle:
Das Bild ist gemeinfrei.
Originale Forschung: Open access
„Cortical excitability controls the strength of mental imagery“. von Rebecca Keogh Ist ein korrespondierender Autor, Johanna Bergmann, Joel Pearson.
eLife doi:10.7554/eLife.50232
Abstract
Kortikale Erregbarkeit steuert die Stärke mentaler Bilder
Mentale Bilder sind ein wesentliches Simulationsinstrument, um sich an die Vergangenheit zu erinnern und die Zukunft zu planen, wobei ihre Stärke sowohl die Kognition als auch die psychische Gesundheit beeinflusst. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass neuronale Aktivitäten in präfrontalen, parietalen, temporalen und visuellen Bereichen die Erzeugung von mentalen Bildern unterstützen. Wie genau dieses Netzwerk die Stärke der visuellen Vorstellungskraft steuert, ist noch unbekannt. Hier zeigen Daten aus der Bildgebung des Gehirns und transkranielle magnetische Phosphene, dass niedrigere Ruheaktivität und Erregbarkeit im frühen visuellen Kortex (V1-V3) stärkere sensorische Bilder vorhersagen. Darüber hinaus erhöht die elektrische Senkung der Erregbarkeit des visuellen Kortex mittels tDCS die Stärke der Vorstellungskraft, was eine ursächliche Rolle der Erregbarkeit des visuellen Kortex bei der Steuerung der visuellen Vorstellungskraft belegt. Zusammengenommen deuten diese Daten auf einen neurophysiologischen Mechanismus der kortikalen Erregbarkeit hin, der an der Kontrolle der Stärke mentaler Bilder beteiligt ist.