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Forscher machen Hirnströme hörbar

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Forscher machen Hirnströme hörbar

01.02.2012, 22:08 Uhr | t-online.de, dpa

Forscher machen Hirnströme hörbar. Akustische Laute erzeugen im Gehirn bestimmte Hirnströme (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)

Akustische Laute erzeugen im Gehirn bestimmte Hirnströme (Quelle: Thinkstock by Getty-Images)

"Die Gedanken sind frei", heißt es in einem rund 200 Jahre alten Volkslied. "Kein Mensch kann sie wissen." Möglicherweise muss der Text jedoch in diesem Jahrhundert geändert werden: Forscher der kalifornischen Universität Berkeley haben es geschafft, gehörte Worte aus den Hirnströmen zu rekonstruieren. Ein Lichtblick für Menschen, die beispielsweise durch Lähmung nicht Reden können.

Ein Team aus Hirnchirurgen und Neurowissenschaftlern um Brian Pasley analysierte die Aktivität des Gehirns in einer bestimmten Region, während ihre Testpersonen Stimmen lauschten. Die Daten wurden in ein Computermodell eingespeist. So konnten sie Wissenschaftler ansatzweise Wörter rekonstruieren, die die Probanden gehört hatten.

Für die Studie wurden Patienten untersucht, die sich wegen schwerer Epilepsie oder eines Hirntumors operieren lassen mussten. Vor solchen Operationen wird den Patienten ein Netz von Elektroden direkt auf das Gehirn gesetzt, um herauszufinden, von wo die Krampfanfälle ausgehen, und wo operiert werden muss. Die Elektroden seien den Patienten einige Tage bis etwa eine Woche vor der Operation eingesetzt worden, sagte Studienautor Pasley.

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Zu den englischen Begriffen gehörten Wörter wie "Jazz" oder "Deep", sowie erfundene Pseudowörter wie "Waldo". Teils wurden die Wörter von einer Frau auf Band gesprochen, und den Patienten vorgespielt; zehn Patienten hörten isolierte Wörter, fünf Patienten ganze Sätze von Männern oder Frauen. Dabei maßen die Forscher über einer Region der Großhirnrinde, die beim Hören eine wichtige Rolle spielt, die Hirnströme.

Erstaunliche Treffsicherheit

Mit einer Treffsicherheit von durchschnittlich 20 bis 30 Prozent konnten Pasley und Kollegen die gehörten Worte rekonstruieren, etwa auch die Anzahl der Silben. Es konnten Klangbilder erzeugt werden, die den Originalworten so ähnelten, dass die Forscher das Wort häufiger richtig erkennen konnten, als es der Zufall erlaubt hätte. Je mehr Elektroden auf dem Gehirn auflagen, desto besser war das Ergebnis.

Der Leiter der Studie, Brian Pasley, wies darauf hin, dass es bei der Studie nur um Klänge gehe, die die Personen tatsächlich gehört hatten - nicht um gedachte Worte. "Es gibt jedoch Hinweise, dass das Hören eines Tons und das Vorstellen eines Tons einen ähnlichen Bereichen des Gehirns aktiviert", sagte Pasley. Wenn das Zusammenspiel zwischen den Vorgängen im Gehirn und Geräuschen besser untersucht sei, werde es möglich sein, gedachte Worte hörbar zu machen oder mit einem Gerät aufzuschreiben - ein großer Fortschritt für Patienten, deren Sprachmechanismen beschädigt seien.

"Gedanken sind sehr viel komplexer"

Wissenschaftler Christoph Schreiner von der Universität von Kalifornien in San Francisco (UCSF) betonte, dass akustische Signale noch nicht das Sprachverständnis ausmachten: "Wenn drei verschiedene Leute "Apfel" sagen, dann erhält das Gehirn nicht die gleichen akustischen Signale, die Frequenzen der Stimmen sind beispielsweise anders, aber das Gehirn denkt sich - aha, das ist nicht ganz identisch, aber das gleiche ist gemeint", sagte der deutsche Forscher, der seit mehreren Jahrzehnten in den USA tätig ist.

"Das heißt, irgendwo im Gehirn erhalten die akustischen Signale eine Bedeutung, und wie das genau funktioniert und wo diese Transformation stattfindet, das wissen wir noch nicht." Von Gedankenlesen im Zusammenhang mit der Studie wollte Schreiner nicht sprechen. "Gedanken sind sehr viel komplexer, und wir denken auch nicht immer in Worten."

Ähnliches Ergebnis in Tierversuch

Die aktuelle Forschung baut auf der Arbeit von anderen Forschern darüber, wie Tiere codieren Töne im Gehirn der auditorischen Cortex. In der Tat haben einige Forscher, darunter der Studie Koautoren an der University of Maryland, in der Lage zu erraten, die Worte Frettchen von Wissenschaftlern auf Aufnahmen vom Gehirn basiert gelesen wurden, obwohl die Frettchen nicht in der Lage, die Worte zu verstehen waren.


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