Wenn sich die eigene Hand wie Marmor anfühlt

Der Körper eines Menschen besteht aus Fleisch und Knochen. Die menschlichen Sinne liefern dem Gehirn ständig Informationen, die diese einfache Tatsache bestätigen. Die Neurowissenschaftlerin Irene Senna vom Exzellenzcluster CITEC der Universität Bielefeld zeigt zusammen mit Kollegen, dass diese Körperwahrnehmung nicht selbstverständlich ist.

In der gestern (12.03.2014) erschienenen Ausgabe des internationalen Forschungsmagazins PLOS ONE stellt das Team eine Körperillusion vor, die demonstriert, wie Menschen ihre Annahmen darüber ändern, aus welchem Material ihre Hand besteht.

Für ihr Experiment baten die Neurowissenschaftler freiwillige Versuchspersonen, ihre Hände vor sich auf einem Tisch zu platzieren. Dann klopften sie sanft mit einem kleinen Hammer auf die rechte Hand. Die Versuchspersonen hörten jedoch nicht das natürliche Geräusch davon, wie der Hammer auf die Haut trifft, sondern ihnen wurde über einen Kopfhörer zeitgleich mit jedem Klopfen das Geräusch eines Hammers, der auf Marmor prallt, vorgespielt.

Innerhalb von Minuten fühlte sich nach Angaben der Teilnehmer die rechte Hand steifer, schwerer, härter, unempfindlicher und unnatürlicher an. Die Forscher untersuchten zudem, ob sich dieser subjektive Eindruck auch objektiv messen lässt, indem sie mit Elektroden den Hautwiderstand registrierten. Wie erwartet, änderte sich auch der Hautwiderstand in Abhängigkeit der Illusion.

„Unser Gehirn prüft fortwährend Sinneswahrnehmungen über unsere Umwelt und unseren Körper. Wie das Experiment zeigt, geht das soweit, dass das Gehirn auch permanent kontrolliert, aus welchem Material der Körper besteht – auch wenn das unnötig erscheint, denn schließlich ändert sich das Material normalerweise nicht“, sagt Irene Senna. Der Grund liegt laut der Neurowissenschaftlerin darin, dass das Gehirn parallel Informationen aus verschiedenen Sinnesorganen zusammenführt, um die Eigenschaften seiner Umgebung und seines Körpers einzuschätzen.

Wird das Klopfen des Hammers (visueller Reiz) mit dem Geräusch eines auf Stein schlagenden Hammers (akustischer Reiz) kombiniert, passt das Gehirn die Wahrnehmung so an, dass beide Informationen miteinander harmonieren. So entsteht der Eindruck, die Hand bestünde aus Stein, auch wenn das allen Vorerfahrungen widerspricht. Diese Verschmelzung von Informationen aus unterschiedlichen Sinnesorganen wird als „multisensorische Integration“ bezeichnet.

„Unsere neu entdeckte Körperillusion – die Marmorhand-Illusion – beweist, dass das wahrgenommene Material unseres Körpers durch multisensorische Integration verändert werden kann“, erklärt Irene Senna. Eine weitere Erkenntnis sei, dass das Gehirn dem eigenen Körper sogar Klänge von nichtbiologischem Material wie Marmor und Metall zuschreibt. „Diese überraschende Flexibilität unserer Wahrnehmung kann eventuell helfen, zu verstehen, warum Menschen, deren Körperteile durch Prothesen ersetzt wurden, diese trotz ihres künstlichen Materials als Teil ihres Körpers wahrnehmen“, sagt Senna.

Irene Senna hat zusammen mit ihrem CITEC-Kollegen Cesare V. Parise an der Studie gearbeitet. Das Projekt wurde vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen und der Milano-Bicocca University in Mailand, Italien, unterstützt. 

Die Wahrnehmungsstudie ist Teil der Forschung der Arbeitsgruppe „Kognitive Neurowissenschaften“ der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld. Die Arbeitsgruppe gehört zu den rund 40 Forschungsteams, die am Exzellenzcluster CITEC tätig sind.

Originalveröffentlichung:
Irene Senna, Angelo Maravita, Nadia Bolognini, Cesare V. Parise: The Marble-Hand illusion. PLoS ONE, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0091688, erschienen am 12. März 2014.

Kontakt:
Dr. Cesare Parise, Universität Bielefeld
Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC)
Telefon: 0521 106-5703
E-Mail: cesare.parise@uni-bielefeld.de

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0091688