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Bildung & Uni

Wir steuern mit Hirn-GPS durch Menschenmengen

Universität Wien (Hauptgebäude) ©ejn

Psychologie. Eine Art hirneigenes GPS hilft uns zu navigieren, indem es die Bewegungen der Mitmenschen in unserer Umgebung erfasst: Eine Studie der Uni Wien wirft neues Licht auf unsere Navigationsfähigkeiten.

Egal ob man sich seinen Weg durch eine volle Fußgängerzone bahnt oder ob man beim Fußball im Team Richtung Tor strebt, in beiden Situationen kommt es darauf an, nicht nur die eigenen Bewegungen, sondern auch die der anderen mitzudenken. Diese Navigations- und Orientierungsprozesse werden von Gehirnzellen getragen, die unsere aktuelle Position registrieren, außerdem woher wir kommen, wohin wir uns bewegen und in welche Richtung wir schauen. Durch ihre gemeinsame Aktivität erschaffen sie eine „Karte“ unserer Umgebung.

Ein besonderer Typ dieser Zellen sind die sogenannten Rasterzellen („grid cells“) im entorhinalen Kortex, einer kleinen Hirnregion im mittleren Schläfenlappen, schildert die Uni Wien in einer Aussendung: Sie funktionieren wie ein hirneigenes GPS, denn sie repräsentieren nicht nur unsere Position im Raum, sondern können diese auch in Relation zu anderen Punkten im Raum setzen.

Wie finden wir den Weg durch die Massen?

Ob diese Rasterzellen auch daran beteiligt sind, die Bewegungen anderer Individuen auf dieser Karte abzubilden, war die Frage, welcher sich die Wissenschafter*innen um Isabella Wagner und Claus Lamm von der Fakultät für Psychologie der Universität Wien widmeten. Dazu ließen die Wissenschafter*innen Proband*innen in einer virtuellen Umgebung sowohl selbst navigieren als auch die Bewegungen einer anderen Person beobachten, während ihre Gehirnaktivität mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) gemessen wurde.

Sie fanden heraus, dass die Gehirnaktivität, die während des Beobachtens anderer aufgezeichnet wurde, mit der bereits bekannten Aktivität von Rasterzellen vergleichbar war. Außerdem konnte das Team zeigen, dass diese Aktivität in ein Netzwerk weiterer Hirnregionen eingebunden war, die auch mit Navigationsprozessen in Zusammenhang gebracht werden.

Interessanterweise stellte sich laut den Forschenden aber heraus, dass dieses Netzwerk umso weniger aktiv war, je besser ein*e Proband*in darin war, dem Pfad anderer zu folgen. „Wir interpretieren das als größere Effizienz der Rasterzellen, die es weniger notwendig machen, auf diese Hirnareale zurückzugreifen“, erklärt Wagner.

Ein Netzwerk an Hirnregionen sorgt für die Navigation

Die Ergebnisse der Studie deuten damit darauf hin, dass Rasterzellen zu einem größeren Netzwerk an Hirnregionen gehören, das unter anderem Navigationsprozesse koordiniert. Dieses Netzwerk ist jedoch besonders von Alterungsprozessen und insbesondere von Demenz betroffen. Wagner erläutert: „Die Funktion von Rasterzellen nimmt mit dem Alter und bei Demenz ab. Das führt dazu, dass sich Personen nicht mehr zurechtfinden und die Orientierung beeinträchtigt ist.“

Die weitere Forschung der Gruppe widme sich nun der Frage, ob Rasterzellen auch am Erkennen von Personen beteiligt sind – ein Aspekt, der bei fortgeschrittener Demenzerkrankung häufig beeinträchtigt sei. Die Studie ist in Nature Communications erschienen („Entorhinal grid-like codes and time-locked network dynamics track others navigating through space“, Isabella C. Wagner, Luise P. Graichen, Boryana Todorova, Andre Lüttig, David B. Omer, Matthias Stangl, Claus Lamm).

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