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 Bei Notfällen wie Herzinfarkt und Schlaganfall immer den Notruf 112 wählen: Jede Minute zählt!
22.06.2017 | Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

nachricht Tropenviren bald auch in Europa? Bayreuther Forscher untersuchen Folgen des Klimawandels
21.06.2017 | Universität Bayreuth

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften