Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hirnforschung: Neuronale Grundlagen sozialer Interaktionen weiter entschlüsselt

05.09.2014

Tübinger Hirnforschern ist es erstmals gelungen, die Region im Gehirn zu identifizieren, die es uns ermöglicht unseren Blick und damit unsere Aufmerksamkeit, vom Blick des Anderen geleitet, denselben Dingen zuzuwenden wie unser Gegenüber. Entdeckt haben die Forscher die verantwortliche Blickfolgeregion mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRT) in Experimenten an Rhesusaffen. Sie befindet sich im hinteren Bereich der oberen Schläfenfurche. Das belegt die aktuell im internationalen Fachjournal eLife erschienene Publikation.

Bisher war nicht bekannt, wie es dem Gehirn gelingt die Informationen, die es über die Augen und das Gesicht des Anderen erhält, in eine präzise Blickwendung zu „übersetzen“. Störungen dieses Verständnisses sind vermutlich eine wesentliche Ursache des Autismus.

Ein erfolgreiches soziales Miteinander erfordert ein Verständnis der Erwartungen, Wünsche und Absichten unseres Gegenübers. Ein wesentlicher Schritt dorthin ist es, die Handlungsziele des Anderen zu erfassen, die sich in der Ausrichtung seines Blickes verraten, die eigene Aufmerksamkeit diesen Zielen zuzuwenden und damit „gemeinsame Aufmerksamkeit“ (joint attention) zu etablieren.

Menschen, die unter einer eingeschränkten Fähigkeit zu sozialen Interaktionen beispielsweise infolge von Erkrankungen aus dem Formenkreis des Autismus leiden, können häufig den Blick des Anderen nicht „lesen“. Dadurch sind sie nicht in der Lage gemeinsame Aufmerksamkeit zu etablieren. Somit entsteht, so die Annahme der Experten, eine wesentliche Ursache des sozialen Defizits.

Um die Handlungsziele unseres Gegenübers zu erkennen, ist es nicht nur notwendig die Ausrichtung des Blickes und des Gesichtes zu erfassen. Wir müssen vielmehr auch Informationen über mögliche Objekte des Interesses und deren räumliche Position relativ zu Beobachter und dem Beobachtetem zur Verfügung haben. Auf der Grundlage dieser Informationen kann die erforderliche Blickwendung des Beobachters abgeleitet werden. In welcher Hirnregion das geschieht und was sie hierbei leistet war bislang gänzlich unbekannt: „Erst durch ein besseres Verständnis der beteiligten Hirnstrukturen sind wir in der Lage tragfähige Ansätze für neue Therapiestrategien zu finden“, sagt Professor Dr. Hans-Peter Thier, Seniorautor der Studie und Vorstand am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) der Universität Tübingen.

Mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) haben Karolina Marciniak und Dr. Peter Dicke, Forschungsgruppe Thier, im hinteren Bereich der oberen Schläfenfurche (posteriorer Sulcus temporalis superior) die kleine umschriebene Blickfolgeregion (gaze following patch) bei Rhesusaffen entdeckt. Der „gaze following patch“ befindet sich in der Nähe von sechs miteinander verbundenen Regionen zur Gesichtserkennung (face patch-System), die aktiv sind, sobald das der Affe ein Gesicht sieht. Mussten die Tiere jedoch den Blick des Anderen verfolgen und gemeinsame Aufmerksamkeit etablieren, war nur die Blickfolgeregion aktiv.

„Wir nehmen deshalb an, dass das die Region im Gehirn ist, die aus der Vielzahl komplexer Informationen – unter anderem über Gesichter – die Richtung berechnet, in die wir blicken müssen, um gemeinsame Aufmerksamkeit zu etablieren“, sagt Karolina Marciniak, Hirnforscherin am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung der Universität Tübingen. „Den Blick zu lesen und gemeinsame Aufmerksamkeit zu etablieren ist eine Fähigkeit, die wir Menschen mit anderen Primaten teilen, weshalb Affen sich als optimale Modelle für die Analyse der neuronalen Grundlagen der interessierenden Leistungen eignen“, erläutert Thier.

Menschen orientieren sich meist an der Augenposition ihrer Mitmenschen, wenn es darum geht eine Blickrichtung zu bestimmen. Nichthumane Primaten, wie zum Beispiel Rhesusaffen, verlassen sich stattdessen auf die Ausrichtung des Gesichts. „Trotz dieses Unterschieds dürften die zugrundeliegenden neuronalen Schaltkreise sehr ähnlich sein“, sagt Dr. Peter Dicke. Hierfür spreche nicht zuletzt die Tatsache, dass die Arbeitsgruppe in früheren fMRT-Untersuchungen an Menschen eine Blickfolgeregion nachweisen konnte, die mit Blick auf ihre Lage der von Rhesusaffen entspreche.

Professor Thier ergänzt: „Schädigungen dieser Region beim Menschen durch Schlaganfälle beinträchtigen die Fähigkeit zur Blickfolge. Mit der Identifizierung des Substrates der Blickfolge im Schläfenlappen von Rhesusaffen und ihrer Beziehung zum System der „face patches“ sind erstmals die Voraussetzung dafür geschaffen, die Nervenzelloperationen analysieren zu können, die Blickfolge und gemeinsame Aufmerksamkeit ermöglichen.“

Messung von Nervenzellaktivität mittels fMRT
Die funktionelle Magnetresonanztomografie fMRT erfasst die Aktivität von Nervenzellen indirekt, indem sie Änderungen Sauerstoffgehaltes der roten Blutkörperchen misst. Experten sprechen dann von einem BOLD-Effekt. Dieser wird durch den Energiebedarf aktiver Nervenzellen hervorgerufen. Je stärker der Änderungen des Sauerstoffgehaltes, desto höher die jeweilige neuronale Aktivität.

Originaltitel der Publikation
Disparate substrates for head gaze following and face perception in the monkey superior temporal sulcus; Marciniak et al. eLife 2014;3:e03222. DOI: 10.7554/eLife.03222; http://elifesciences.org/content/3/e03222

Silke Jakobi | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hih-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Methode der Eisenverabreichung
26.04.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung
26.04.2017 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie