Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Tauben beim Multitasking besser als Menschen

nächste Meldung

In der Zeitschrift „Current Biology“ berichten Dr. Sara Letzner und Prof. Dr. Dr. h. c. Onur Güntürkün von der Ruhr-Universität Bochum die Ergebnisse gemeinsam mit Prof. Dr. Christian Beste vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden.

Der Abstand von Nervenzellen ist bei Tauben halb so groß wie bei Menschen. Wenn Gruppen von Nervenzellen immer wieder Informationen sehr schnell austauschen müssen, sind Tauben schneller.

© Onur Güntükürn

Sara Letzner ließ Menschen im Verhaltensexperiment gegen Tauben antreten.

© RUB, Marquard

„Lange Zeit hat man geglaubt, dass die sechsschichtige Großhirnrinde von Säugern der anatomische Ursprung der kognitiven Fähigkeiten ist“, sagt Sara Letzner. Vögel besitzen eine solche Struktur aber nicht. „Also kann der Aufbau des Säuger-Kortex auch nicht die Voraussetzung für komplexe kognitive Funktionen wie etwa Multitasking sein“, so Letzner weiter.

Sechsmal dichter gepackt

Der Gehirnmantel von Vögeln, das Pallium, besitzt zwar keine Schichten, die mit dem menschlichen Kortex vergleichbar sind. Dafür sind die Neuronen darin dichter gepackt als in der menschlichen Großhirnrinde: Pro Kubikmillimeter Gehirn besitzen zum Beispiel Tauben sechsmal mehr Nervenzellen als Menschen.

Dadurch ist die durchschnittliche Distanz zwischen zwei Neuronen bei Tauben nur halb so groß wie bei Menschen. Da die Signale von Nervenzellen bei Vögeln und Säugetieren gleich schnell weitergeleitet werden, hatten die Forscher angenommen, dass im Vogelgehirn Informationen schneller verarbeitet werden können als bei Säugern.

Diese Hypothese prüften sie mit einer Multitasking-Aufgabe, die 15 Menschen und 12 Tauben absolvierten. Die menschlichen und tierischen Probanden mussten im Versuch eine gerade ablaufende Handlung stoppen und so schnell wie möglich zu einer Alternativhandlung wechseln. Der Wechsel zur Alternativhandlung fand dabei entweder gleichzeitig mit dem Abstoppen der ersten Handlung statt oder mit einer kurzen Verzögerung von 300 Millisekunden.

Was Tauben schneller macht

Im ersten Fall findet echtes Multitasking statt, es laufen also zwei Prozesse parallel im Gehirn ab: nämlich das Abstoppen der ersten Handlung und der Wechsel zur Alternativhandlung. Sowohl Tauben als auch Menschen werden durch die Doppelbelastung dabei in gleichem Maße langsamer.

Im zweiten Fall – Wechsel zur Alternativhandlung nach Verzögerung – ändern sich aber die Abläufe im Gehirn: Die zwei Prozesse, also das Stoppen der ersten Handlung und der Wechsel zur zweiten Handlung, wechseln sich wie bei einem Pingpongspiel ab. Dafür müssen die Gruppen von Nervenzellen, die die beiden Prozesse kontrollieren, permanent Signale hin und her schicken. Die Forscherinnen und Forscher vermuteten, dass Tauben dabei aufgrund der größeren Dichte der Nervenzellen im Vorteil sein müssten. Tatsächlich waren sie 250 Millisekunden schneller als Menschen.

„In der kognitiven Neurowissenschaft ist es schon länger ein Rätsel, wie Vögel mit so kleinen Gehirnen und ohne einen Kortex so schlau sein können, dass einige von ihnen, etwa Krähen und Papageien, es kognitiv mit Schimpansen aufnehmen können“, sagt Letzner. Die Ergebnisse der aktuellen Studie geben eine Teilantwort: Gerade durch das kleine, aber mit Nervenzellen dicht gepackte Gehirn reduzieren Vögel die Verarbeitungszeiten bei Aufgaben, die eine schnelle Interaktion zwischen Gruppen von Neuronen erfordern.

Förderung

Die Studie wurde finanziell unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Projektes „Entwicklung eines neuronalen Kausalmodells zu Mechanismen von Zielaktivierungsprozessen im ‚Multitasking‘“ (GU 227/20-1, BE4045/20-1) sowie durch den SFB 874 und den SFB 940, Projekt B8.

Originalveröffentlichung

Sara Letzner, Onur Güntürkün, Christian Beste: How birds outperform humans in multi-component behavior, in: Current Biology, 2017, DOI: 10.1016/j.cub.2017.07.056

Pressekontakt

Dr. Sara Letzner
Abteilung Biopsychologie
Fakultät für Psychologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 302 4917, 0234 32 24634
E-Mail: sara.letzner@rub.de

Prof. Dr. Onur Güntürkün
Abteilung Biopsychologie
Fakultät für Psychologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 26213
E-Mail: onur.guentuerkuen@rub.de

Prof. Dr. Christian Beste
Kognitive Neurophysiologie, Klinik für Kinder und Jugendpsychiatrie
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus
Technische Universität Dresden
Tel.: 0351 458 7072
E-Mail: christian.beste@uniklinikum-dresden.de

Dr. Julia Weiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

nächste Meldung

Im Focus: Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

In heutigen Datenspeichern müssen magnetische Domänen mit Hilfe eines externen Magnetfeld umgeschaltet werden, welches durch elektrischen Strom erzeugt wird....

Im Focus: Regensburger Physiker beobachten, wie es sich Elektronen gemütlich machen

Und können dadurch mit ihrer neu entwickelten Mikroskopiemethode Orbitale einzelner Moleküle in verschiedenen Ladungszuständen abbilden. Die internationale Forschergruppe der Universität Regensburg berichtet über ihre Ergebnisse unter dem Titel “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunnelling microscopy on insulators” in der weltweit angesehenen Fachzeitschrift ,,Nature‘‘.

Sie sind die Grundbausteine der uns umgebenden Materie - Atome und Moleküle. Die Eigenschaften der Materie sind oftmals jedoch nicht durch diese Bausteine...

Im Focus: Regensburg physicists watch electron transfer in a single molecule

For the first time, an international team of scientists based in Regensburg, Germany, has recorded the orbitals of single molecules in different charge states in a novel type of microscopy. The research findings are published under the title “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunneling microscopy on insulators” in the prestigious journal “Nature”.

The building blocks of matter surrounding us are atoms and molecules. The properties of that matter, however, are often not set by these building blocks...

Im Focus: Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakteriellen Krankheitserregern

Zellbiologen der Universität Konstanz publizieren in der Fachzeitschrift „Current Biology“ neue Erkenntnisse über die rasante evolutionäre Anpassung des...

Im Focus: University of Konstanz gains new insights into the recent development of the human immune system

Scientists at the University of Konstanz identify fierce competition between the human immune system and bacterial pathogens

Cell biologists from the University of Konstanz shed light on a recent evolutionary process in the human immune system and publish their findings in the...