Die Entstehung abstrakter Gedanken im Gehirn

04.08.2021 Was haben Sprache, Musik und Kunst gemeinsam? Diese entscheidenden Aspekte der menschlichen Intelligenz sind alle das Ergebnis der Fähigkeit zur „Abstraktion“ – der einzigartigen Fähigkeit des menschlichen Geistes, Informationen jenseits der unmittelbaren sensorischen Realität zu organisieren.

Da wir ständig mit Milliarden von Informationseinheiten konfrontiert sind, die von unseren Sinnen einströmen, muss unser Gehirn diesen Strudel in einfachere Strukturen umwandeln. Wie macht das Gehirn das? Forschungen im Bereich der künstlichen Intelligenz zeigen, dass selbst die besten unserer derzeitigen Algorithmen Schwierigkeiten haben, die Komplexität alltäglicher, realer Probleme zu bewältigen.

Durch eine Kombination aus mathematischer Simulation, maschinellem Lernen und bildgebenden Verfahren des Gehirns haben Forscher herausgefunden, was im Gehirn passiert, wenn Menschen geistige Abstraktionen nutzen. Im Wesentlichen wird das Gehirnsystem, das normalerweise den ökonomischen Wert verfolgt, sehr aktiv und „spricht“ mit dem System, das visuelle Informationen verarbeitet.

Diese Wertesignale, die oft als Grundlage für Marketingstrategien verunglimpft werden, dienen in Wirklichkeit einem entscheidenden Aspekt unserer Intelligenz. Das Gehirn nutzt den Wert, um Informationen auszuwählen und geistige Abstraktionen zu schaffen.

Die in der Fachzeitschrift eLife veröffentlichte Studie könnte den Weg für neue Fortschritte in der Grundlagenforschung, der Bildung und Rehabilitation, der Behandlung psychiatrischer Störungen sowie für die Entwicklung neuer Algorithmen in der künstlichen Intelligenz ebnen.

Die Studie

Das internationale Team testete die Fähigkeit von Menschen, Entscheidungsprobleme zu lösen, die auf einem Computerbildschirm dargestellt wurden, während sie sich in einem MRT-Scanner befanden. Wenn die Teilnehmer richtig antworteten, erhielten sie eine kleine Belohnung. Die Aufgaben konnten nach zwei Strategien gelöst werden: eine ineffiziente, die auf allen auf dem Bildschirm dargestellten Informationen basierte, und eine bessere, die mentale Abstraktionen erforderte.

Bei der Analyse der Hirndaten mit Hilfe des maschinellen Lernens stellten die Forscher fest, dass die Verwendung mentaler Abstraktionen mit einer erhöhten Aktivität in dem Hirnbereich einherging, der den Wert von Dingen signalisiert.

In einem zweiten Experiment setzten die Forscher eine neuartige Neurofeedback-Technik ein, um den Wert einiger der in den Entscheidungsproblemen verwendeten Gegenstände künstlich und direkt im Gehirn zu verändern. Nach der Manipulation waren die Teilnehmer eher bereit, bei diesen Entscheidungsproblemen mentale Abstraktionen zu verwenden.

Studienautor Dr. Aurelio Cortese von Advanced Telecommunications Research Institute International, Kyoto, sagte:

Diese Studie ist insofern einzigartig, als eine hochkomplexe Funktion wie die Abstraktion mit einfachen visuellen Reizen und einfachen Entscheidungsproblemen untersucht wurde. Dennoch führte uns diese Einfachheit direkt zum zugrundeliegenden Mechanismus und half uns, eine seit langem bestehende Frage in der neurowissenschaftlichen Literatur zu lösen: Warum sehen wir buchstäblich die ganze Zeit Wertesignale im Gehirn? Mentale Abstraktionen könnten der Schlüssel sein – wir müssen ständig in abstrakten Begriffen denken, da unsere Welt sonst zu komplex wäre.

© psylex.de – Quellenangabe: Aurelio Cortese et al, Value signals guide abstraction during learning, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.68943

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