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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie das Gehirn Entscheidungsprobleme löst |
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| | | Das perfekte Haus am Land oder doch lieber das weniger schöne Heim in Stadtnähe? So sehen die typischen Entscheidungsprobleme von Wohlstandsbürgern aus. Ähnliches gibt es auch bei Ratten: US-Forscher fanden nun heraus, dass die Nager Entscheidungsprobleme mit Hilfe spezialisierter Neuronen lösen. |
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Die Nervenzellen führen offenbar ökonomische und räumliche Informationen zusammen, um sich zielgerichtet zu verhalten, wie ein Team um Zachary Meinen vom "Cold Spring Harbor Laboratory" in Long Island in der Fachzeitschrift "Neuron" berichtet.
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Die Studie "Representation of Spatial Goals in Rat Orbitofrontal Cortex" von Claudia E.Feierstein et al. ist im "Neuron" (Bd. 51, S. 495-507, 17. August 2006) erschienen. |
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 Studie (sobald online veröffentlicht) |
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Unterschiedliche Informationen erschweren Entscheidungen |
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Entscheidungsfindung oder zielgerichtetes Handeln ist deswegen schwierig, da das Gehirn Informationen unterschiedlichen Typs zusammenführen und gegeneinander abwägen muss.
"Lag mein Lieblingsfutter nun in dieser oder in der anderen Richtung?" könnte ein derartiges Entscheidungsproblem in der Rattenwelt lauten. Nahrungssuche und Orientierung müssen dabei auf einen Nenner gebracht werden.
Immer wieder muss das Gehirn kurzfristigen Nutzen gegen langfristige Erfüllung aufrechnen. Die Studie am "Cold Spring Harbor Laboratory" in Long Island konnte nun feststellen, was im Rattengehirn passiert, wenn komplexe Aufgaben dieser Art gelöst werden.
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Eine Gehirnregion für Werte und räumliche Informationen |
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Offensichtlich sind bestimmte Regionen des orbitofrontalen Cortex (OFC) für die Bewältigung verantwortlich. Bisher hatte man angenommen, dass diese Neuronengruppe vor allem für die Bestimmung von Werten zuständig sind. Das heißt, in erster Linie werden hier Informationen über Belohnung oder Strafe verarbeitet.
Die neuen Experimente legen nahe, dass eine erhöhte Aktivität in dieser Region gleichzeitig räumliche und motorische Variablen kodiert.
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Ratten merken sich auch den Ort der Belohnung |
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Bei der Versuchsanordnung wurde die Gehirntätigkeit der Ratten gemessen, während sie eine Geruchsentscheidung treffen mussten, die sie zuvor erlernt hatten. Dabei erhielten die Tiere einen von zwei Testgerüchen ("A" oder "B"), positioniert an einem zentralen Platz.
Geruch "A" wurde an einem rechten Ausgang erneut präsentiert, Geruch "B" am linken. In der Folge mussten die Ratten einen der Düfte wählen. Bei korrekter Entscheidung erhielt die Ratte einen Tropfen Wasser als Belohnung. Wie erwartet signalisierten die Neuronen in diesem Moment "Ich bekomme eine Belohnung".
Einige der Neuronen signalisierten allerdings zusätzlich die Richtung, also etwa "Die Belohnung bekomme ich links".
Dies zeigt, dass der OFC der Ratten nicht nur - wie bisher angenommen - allgemeine Informationen über Motivation und Wert verarbeitet, sondern auch räumliche und motorische. Genau diese Daten erlauben es erst, konkrete Verhaltensziele und die dafür notwendigen motorischen Aktivitäten umzusetzen.
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Neuronengruppen erzeugen komplexe Gehirnfunktionen |
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Nach Angaben der Forscher hat die Studie auch Implikationen für das Verständnis pathologischer Bedingungen beim Menschen, welche Entscheidungsfindung, Motivation und Emotionen beeinträchtigen, wie etwa Suchterkrankungen, Depressionen oder andere mentale Störungen.
Letztendlich ist es das Ziel zu verstehen, wie ganze Gruppen von Neuronen interagieren beim Zustande kommen von Wahrnehmung, Bewusstsein und zielgerichteten Handeln. Laut Zachary Mainen, Leiter der Studie, liefert die Experimente erste Hinweise darauf, wie das Gehirn die Ziele der Tiere abbildet.
[science.ORF.at, 17.8.06]
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Mehr dazu in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
