Du weißt so viel von mir – ich dagegen so wenig über dich

Was da im Titel angesprochen wird, ist das Gehirn. Und in der Tat ist es so, dass viele Prozesse dieser Steuerungszentrale dem „Gehirnbesitzer“ verborgen bleiben. Wenn wir Kunst wahrnehmen, wenn wir sprechen, ja, wenn wir uns bewegen und unseren Körper dabei spüren, uns als „Ich“ empfinden oder Schmerz  – ohne unser Gehirn würden wir all das nicht wahrnehmen. Auch unser Gedächtnis, das Lernen und unser Urteilsvermögen werden im Gehirn repräsentiert und gesteuert. Zudem befähigt uns unser Gehirn zu sittlichen, verantwortungsvollen Verhaltensweisen.

Das Gehirn: ein bedeutungsschweres menschliches Organ und immer noch geheimnisvoll, denn trotz des heutigen Stands der Wissenschaft, sind noch viele Fragen offen. Die Geschichte der Hirnforschung hat ihre ersten nachweisbaren schriftlichen Belege im alten Ägypten. Zeichnungen von Gehirnfurchen und Aufzeichnungen über Verletzungen, die im Gehirn zu Bewegungseinschränkungen führten, reichen bis in das 3. Jahrtausend vor Chr. zurück. Doch erst die Griechen zählen zu denen, die im 6. Jahrhundert v. Chr. die Erkenntnis voranbrachten, dass das Gehirn des Menschen für das Erkennen und Wahrnehmen verantwortlich ist. 1

Wissenschaft rund ums Gehirn?

Das medizinische Fachgebiet der Neurologie, das sich mit den Erkrankungen des Nervensystems beschäftigt, ist noch relativ jung. Zum Nervensystem gehören das Gehirn, das Rückenmark und die peripheren Nerven. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts hat sich diese Fachdisziplin etabliert.

In den letzten Jahrzehnten hat sich für die Neurologie die neurologische Diagnostik dank einer Vielzahl an bildgebenden Verfahren erheblich verbessert. Im Einzelnen sind dies herkömmliche Röntgenverfahren, Myelografie, Angiografie, Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT). Diese Verfahren werden von spezialisierten Röntgenärzten (Neuroradiologen) durchgeführt. Diese nichtinvasiven Verfahren können das Gehirn und seine Struktur sichtbar machen. Insbesondere die funktionale Magnet-Resonanz-Tomografie macht Unterschiede im Hirnstoffwechsel sichtbar und zeigt, wenn eine Hirnregion aktiv ist.

Das Phänomen der „Ersten Nacht“

Nein, hier ist nicht die Hochzeitsnacht gemeint, vielmehr steckt dahinter ein Problem, das besonders Geschäftsreisende, aber auch Touristen betrifft. Die erste Nacht in fremden Hotelbetten bereitet vielen Menschen Probleme.

schlaflos

Aber ist das auch ein Thema der Neurowissenschaften? Ja, denn mit der Erforschung dieses Phänomens eröffnen sich neue Erkenntnisse über das menschliche Gehirn und seine Reaktionsweise. Denn ob wir schlafen oder wachen, die Gehirnaktivitäten sind dabei recht unterschiedlich.

Der „Erste-Nacht-Effekt“ ist hinlänglich bekannt und wird auch als „ein Auge offen halten“ bezeichnet. Und diese Beschreibung ist gar nicht so verkehrt. Wie schon erwähnt, fällt es oft schwer, in der ersten Nacht in einer fremden Umgebung Schlaf zu finden. Man fühlt sich merkwürdig, halb wach und doch schlafend.

In der neuen Ausgabe des Fachblattes Current Biology vom 21. April erklären Wissenschaftler nun, was genau im Gehirn passiert. Wissenschaftler der Brown University fanden heraus, dass tatsächlich auch bei Menschen die fremde Umgebung in der ersten Nacht eine Gehirnhälfte – auch Hemisphäre genannte – in einem wachsameren Zustand gefangen hält.

Zu diesem Ergebnis kamen Masako Tamaki und seine Kollegen, indem sie die Gehirnaktivität und den Schlaf von 35 Probanden überwachten, die zwei Nächte in einem Forschungslabor verbrachten. Dabei nutzten die Forscher eine ganz neue Methode – eine Kombination aus den drei Techniken Magnetoenzephalographie, Magnet-Resonanz-Tomografie und das Electroencephalogram (EEG). Zudem wurden Herzrate und Augenbewegungen aufgezeichnet.

Die Forscher richteten ihr Augenmerk auf eine Schlafphase im Schlafzyklus, den langsamen Tiefschlafwellen oder (SWS), die den Tiefschlaf anzeigen, der gegensätzlich zum REM-Schlaf ist und durch schnelle Augenbewegungen auffällt. Die Neurowissenschaftler fanden, dass die linke Hirnhälfte der Probanden aktiver war als die rechte. Diese erhöhte Aktivität lag in einem Hirnbereich, der „Default Mode Network“ genannt wird und dann besonders aktiv ist, wenn eine Person aufwacht und ruht.

Je wacher die linke Gehirnhälfte war, desto mehr Schwierigkeiten hatten die Studienteilnehmer, in der ungewohnten Umgebung einzuschlafen. Der Grund für die erhöhte Wachsamkeit könnte evolutionsbedingt sein, um auf mögliche Gefahren in einer fremden Umgebung reagieren zu können, der sich jedoch schon in der zweiten Nacht verflüchtigte, wie die Ergebnisse der Forscher zeigten. Die Ungleichheit zwischen den Gehirnhälften trat später nicht mehr auf. Diese Wachsamkeit kann nach Ansicht der Forscher verlernt werden. Wer öfter an anderen, fremden Orten schlafen muss, lernt mit der Zeit, seine überaktive linke Hirnhälfte abzuschalten.

Neulingen auf diesem Gebiet hilft vielleicht ein Kissen von zuhause, das das Fremdeln des Gehirns ein wenig mildert.

Übrigens ist dieser Zustand bei Meerestieren und einigen Vogelarten ganz natürlich vorhanden, bei denen eine Hälfte des Gehirns wach bleibt.2

Ohne Sprache – Aphasie

Wenngleich diese Forschungsergebnisse wahrscheinlich nicht nobelpreisverdächtig sind, so können sie dennoch dazu beitragen, den Geheimnissen des Gehirns noch dichter auf die Spur zu kommen und den Alltag für uns Menschen leichter zu machen.

Noch bedeutsamer wird neurowissenschafliche Forschung, wenn es um schwerwiegende Krankheiten geht wie etwa Parkinson, Epilepsie oder Schlaganfall.

Früher fast ausschließlich eine Erkrankung des höheren Alters, trifft Schlaganfall heute immer häufiger auch junge Menschen, die in der Mitte des Lebens stehen. Dies hat eine Auswertung der weltweiten „Global Burden of Disease“-Studie ergeben, die im Januar 2014 in der renommierten Fachzeitschrift „The Lancet“ veröffentlicht wurde. In Deutschland ist der Schlaganfall die dritthäufigste Todesursache und der häufigste Grund für Behinderungen bei Erwachsenen. Es ist kaum notwendig, auf die Dringlichkeit von Forschungen auf diesem Gebiet hinzuweisen.

Wird der Schlaganfallpatient gerettet, so können doch Sprachstörungen und andere Behinderungen die Folge sein. Das ist bei jedem dritten Schlaganfallpatienten der Fall – er leidet dann an der sogenannten Aphasie.

Gespräch

Sprache ist ein wesentliches Kommunikationsmittel und plötzlich steht sie nicht mehr zur Verfügung. Wer schon einmal nur für kurze Momente sprachlos war, kann sich vorstellen, wie hilflos sich das anfühlen muss, ohne Sprache zu sein.

Wie oben bereits beschrieben, gliedert sich unser Großhirn in eine rechte und linke Hemisphäre, die miteinander verbunden sind. Jede Gehirnhälfte hat eine spezielle Aufgabe. Die linke Hälfte steuert bei den meisten Menschen das Verstehen und Produzieren von Sprache, seine Laute, Wörter und Sätze. Dagegen sind andere sprachliche Aspekte wie z.B. die Sprachmelodie in der rechten Gehirnhälfte repräsentiert. Erleiden Menschen einen Schlaganfall in der linken Hirnhälfte wird verständlich, dass sie von Aphasie betroffen sein können.

Allerdings gibt es selten einen totalen Sprachausfall, vielmehr gelingt es den Patienten nicht, die erkannten Gegenstände, sprachlich richtig zuzuordnen.

Der NeuroCure Forscherin Prof. Dr. Agnes Flöel an der Charité, Universitätsmedizin Berlin, gelang es nun in einer klinischen Studie, die Sprachfunktionen von Menschen mit Aphasie durch elektrische Reize am Kopf zu verbessern.

Aphasie-Patienten erhielten acht Tage lang zweimal täglich 20 Minuten Gleichstromstimulation. Dazu wird schwacher elektrischer Strom durch den Schädelknochen in das Gehirn geleitet. Eine Kontrollgruppe erhielt Scheinstimulationen. Zusätzlich absolvierten die Patienten täglich für mehrere Stunden ein Sprachtraining. Es zeigte sich, dass die Gruppe mit der elektrischen Stimulation größere Fortschritte machte als die Scheinstimulationsgruppe. Die Patienten konnten nach der Therapie Gegenstände besser benennen, Einkäufe leichter erledigen und Arztgespräche besser durchführen. Diese positiven Effekte der Hirnstimulation dauerten etwa ein halbes Jahr an.3

Der Mensch entscheidet oft unbewusst

Jetzt sind wir am Ende und doch wieder am Anfang, denn eine weitere Studie konnte zudem nachweisen, dass unser Gehirn uns unbewusst zu besseren Entscheidungen verhilft. Womit wiederum deutlich wird, dass wir weniger über uns wissen als unser Gehirn.

Daniel Kahneman beschreibt in seinem Buch „Schnelles Denken, langsames Denken“, dass die Entscheidungsfindung menschlicher Gehirne nur in seltenen Fällen völlig rational erfolgt. Die meisten Entscheidungen im Alltag trifft das menschliche Gehirn intuitiv und unbewusst. Das hat auch Alex Pouget von Universität Rochesterin New York herausgefunden. Er ließ Probanden auf einen Computerbildschirm mit sich bewegenden Punkten schauen, die sich nach dem Zufallsprinzip in verschiedene Richtungen bewegten. Nur einige Punkte bewegten sich zielgerichtet entweder nach links oder rechts. Die Aufgabe der Versuchspersonen bestand darin vorherzusagen, in welche Richtung sich die Punkte bewegten. Intuitiv gelang den Probanden eine ziemlich hohe Trefferquote, ohne Wissen über die dahinterliegenden mathematischen Berechnungen. In einem zweiten Versuch erhielten die Probanden Informationen über den Prozentsatz einer optimalen Lösung. Doch dieses Wissen nutzte ihnen nichts, denn sie erzielten deutlich schlechtere Ergebnisse.

Unbewusste Entscheidungen sind oftmals präziser als bewusste Überlegungen. Die Verlässlichkeit von Entscheidungen durch bewusst aufgenommene Informationen sogar gestört wird. Diese Ergebnisse konnten neuronal bestätigt werden. Michael Shadlen beobachtete während des Experiments das Gehirn und die Neuronenpaare, die aktiv waren, wenn sich die Punkte nach rechts oder links bewegten. Diese Neuronen feuerten häufiger und im Gehirn bildete sich die richtige Bewegungsrichtung als Antwort aus. Das Gehirn trifft Entscheidungen, die auf Wahrscheinlichkeiten beruhen, und nach zeitlichen Vorgaben.4

Das sollte jetzt nicht so verstanden werden, dass wir uns völlig auf unsere Intuition verlassen sollten. Vielmehr ist das Spannende an den Ergebnissen der Gehirnforschung, dass sie immer wieder deutlich macht, wie komplex und überraschend das Gehirn arbeitet und angelegt ist.

Wissen schadet also nicht. Vielmehr muss der präfrontale Kortex, der für die höheren kognitiven Prozesse wie Planen, Denken und Urteilsbildung verantwortlich ist, trainiert werden. Es  gilt der Grundsatz „Use it or lose it”, und ansonsten:

„Vertraue deinem Gehirn, es hat’s verdient.“

Autorin: Ingrid Mosblech-Kaltwasser

 Quellen:

1 Erhard Oeser und Franz Seitelberger: Gehirn, Bewußtsein und Erkenntnis  – Wissenschafliche Buchgesellschaft ISBN 3-534-02532-6

 2 Originalbeitrag: Tamaki et al., “Night watch in one brain hemisphere during sleep associated with the first-night effect in humans,” Current Biology, doi:10.1016/j.cub.2016.02.063, 2016.

3 Meinzer et al. “Electrical stimulation of the motor cortex enhances treatment outcome in post-stroke aphasia”, Brain 2016, First published online: 16 February 2016, DOI: http://brain.oxfordjournals.org/content/139/4/1152

4 Originalarbeit: Jeffrey M. Beck, Wei Ji Ma, Roozbeh Kiani, Tim Hanks, Anne K. Churchland, Jamie Roitman, Michael N. Shadlen, Peter E. Latham & Alexandre Pouget (2008). Probabilistic Population Codes for Bayesian Decision Making. Erschienen in Neuron, Volume 60, Issue 6, 1142-1152.

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