Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ja oder Nein? Wie Nervenzellen im Gehirn unsere Entscheidungen beeinflussen

27.03.2012
Neurobiologen der Universität Tübingen entschlüsseln subjektive Entscheidungsprozesse im Gehirn.

Umstrittene Torentscheidungen sind häufig im Fußball. Die Sicht ist schlecht, alles geht rasend schnell. Aber es hilft nichts, eine Entscheidung muss gefällt werden: „War der Ball wirklich hinter der Linie?"

Müssen Entscheidungen auf der Grundlage unvollständiger Sinnesdaten getroffen werden, werden sie durch subjektive Verarbeitungsprozesse im Gehirn bestimmt, in diesem Fall durch diejenigen des Schiedsrichters. Neurobiologen der Universität Tübingen konnten nun zeigen, dass Nervenzellen im Gehirn an solchen ja/nein-Entscheidungen aktiv beteiligt sind: Unabhängig von visuellen Sinneseindrücken begründen sie damit subjektive Wahrnehmungsprozesse.

Die neue Studie gibt wichtige Hinweise darauf, wie das gesunde Gehirn abstrakte Entscheidungen hervorbringt. Die Erkenntnisse helfen, krankhafte Veränderungen des Denkens und der Wahrnehmung, zum Beispiel bei einer Schizophrenie, besser zu verstehen und langfristig Therapien zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Science of the U.S.A“ (PNAS) veröffentlicht (Online-Vorabveröffentlichung 26.-30. März 2012).

„War da etwas?“ Eine Entscheidung muss getroffen werden. Sind die Lichtverhältnisse schlecht, muss das Gehirn schon beim Sehen unserer Umwelt einige Arbeit leisten, um sich „ein Bild zu machen" und um Entscheidungen zu treffen. Um herauszufinden, wie die Nervenzellen im Gehirn solche Entscheidungen hervorbringen, haben Wissenschaftler des Instituts für Neurobiologie der Universität Tübingen Rhesusaffen am Computer trainiert, Lichtpunkte zu entdecken.

Dabei wurde nur in der Hälfte der Versuchsdurchläufe tatsächlich ein Lichtpunkt gezeigt; in der anderen Hälfte der Fälle war kein Lichtpunkt zu sehen. Die Tiere lernten in beiden Fällen die richtige Entscheidung zu treffen: „Ja, Lichtpunkt vorhanden“ oder „Nein, nichts zu sehen“. Nun wurden die Lichtpunkte auf dem Bildschirm so schwach präsentiert, dass sich die Tiere unsicher wurden, ob ein Signal vorhanden war. In solchen Situationen trifft das Gehirn eine von der Helligkeit des Lichtpunktes unabhängige, subjektive Entscheidung.

Während die Tiere die Aufgaben lösten, fanden sich bei Messungen im Bereich des Stirnhirns, des so genannten Präfrontalkortex, Gehirnzellen mit erstaunlichen Reaktionen. Die Nervenzellen signalisierten nicht die Helligkeit der Lichtpunkte, sondern die ja/nein-Entscheidung des Tieres. Besonders interessant war, dass nicht nur die Ja-, sondern auch die Nein-Entscheidung durch eine verstärkte Aktivierung bestimmter Hirnzellen verarbeitet wurde. Anhand der Signale der Nervenzellen ließ sich sogar voraussagen, ob der Affe mit Ja oder mit Nein antworten würde.

Mit der jetzt in der Fachzeitschrift PNAS vorgestellten Arbeit ergeben sich wertvolle Einblicke in die neurobiologischen Grundlagen abstrakter Entscheidungsprozesse. „Wir wollen die hirnphysiologischen Grundlagen von Entscheidungsprozessen verstehen lernen“, erklärt Katharina Merten vom Institut für Neurobiologie, “da diese eine Schlüsselrolle bei komplexen Denkprozessen des Gehirns darstellen.” Gerade die Großhirnrinde am Vorderende des Kopfes stellt das höchste kognitive Steuerzentrum des Gehirns dar und bringt unsere höchsten geistigen Funktionen hervor. „Seit langem ist bekannt, dass krankhafte Veränderungen des vorderen Stirnhirns mit neuropsychiatrischen Erkrankungen einhergehen. So ist beispielsweise die Schizophrenie durch starke Fehlinterpretationen der normalen Wahrnehmung und der Urteilskraft, bis hin zu schweren Halluzinationen, gekennzeichnet", erläutert Prof. Andreas Nieder. Die Ergebnisse der Studie helfen, solche krankhaften Veränderungen besser begreifen zu können und langfristig Therapien zu entwickeln.

Originalveröffentlichung: Katharina Merten & Andreas Nieder: Active encoding of decisions about stimulus absence in primate prefrontal cortex neurons. Proceedings of the National Academy of Science of the U.S.A, Online Early Edition, 26.-30. März 2012. http://www.pnas.org/content/early/recent

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Nieder
Universität Tübingen
Fachbereich Biologie
Tierphysiologie/Institut für Neurobiologie
Telefon + 49 7071 29-75347
andreas.nieder[at]uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.pnas.org/content/early/recent
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Lymphdrüsenkrebs programmiert Immunzellen zur Förderung des eigenen Wachstums um
22.02.2018 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Forscher entdecken neuen Signalweg zur Herzmuskelverdickung
22.02.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics