Dekodierung von Geräuschen, die Hand-Objekt-Interaktionen darstellen, im primären somatosensorischen Kortex
24.08.2022 Eine neue in Cerebral Cortex veröffentlichte Studie zeigt, wie die verschiedenen sensorischen Systeme des Gehirns eng miteinander verknüpft sind. So sind auf Berührung reagierende Regionen auch beteiligt, wenn wir bestimmte Geräusche hören (die mit der Berührung von Objekten verbunden sind).
Die Forscher fanden heraus, dass diese Hirnregionen unterscheiden können, ob wir Geräusche wie das Aufprallen eines Balls oder das Tippen auf einer Tastatur hören.
Man hofft, dass das Verständnis dieses Schlüsselbereichs der Gehirnfunktion in Zukunft Menschen mit neurodiversen Störungen oder mit Erkrankungen wie Schizophrenie oder Angststörungen helfen kann. Und es könnte zu Entwicklungen im Bereich des Brain-Inspired Computing und der künstlichen Intelligenz führen.
Der leitende Forscher Dr. Fraser Smith von der Fakultät Psychologie der University of East Anglia sagt: „Wenn wir ein vertrautes Geräusch hören, wie zum Beispiel einen hüpfenden Ball, dann erwarten wir, ein bestimmtes Objekt zu sehen. Aber wir haben herausgefunden, dass sich das Gehirn dadurch auch vorstellt, wie es sich anfühlen könnte, dieses Objekt zu berühren und mit ihm zu interagieren“.
„Diese Erwartungen können dem Gehirn helfen, sensorische Informationen effizienter zu verarbeiten.“
Im primären somatosensorischen Kortex
Das Forscherteam verwendete einen MRT-Scanner, um Daten zur Aktivität des Gehirns zu sammeln, während 10 Teilnehmer Geräusche hörten, die durch die Interaktion mit Objekten erzeugt wurden – wie das Aufprallen eines Balls, das Klopfen an einer Tür, das Zerdrücken von Papier oder das Tippen auf einer Tastatur.
Mit Hilfe hochentwickelter Analysetechniken des maschinellen Lernens testeten sie, ob die in den frühesten Berührungsbereichen des Gehirns (primärer somatosensorischer Kortex) erzeugte Aktivität Geräusche unterscheiden kann, die durch verschiedene Arten der Objektinteraktion (Prellen eines Balls oder Tippen auf einer Tastatur) erzeugt werden.
Sie führten auch eine ähnliche Analyse für Kontrollgeräusche durch (ähnlich den in Hörtests verwendeten) um auszuschließen, dass in dieser Hirnregion einfach irgendwelche Geräusche unterschieden werden können.
Forscherin Dr. Kerri Bailey sagt, dass Teile unseres Gehirns (von denen man annahm, dass sie nur bei der Berührung von Gegenständen reagieren) auch beteiligt sind, wenn wir bestimmte Geräusche hören, die mit der Berührung von Gegenständen verbunden sind.
„Dies würde auf eine Schlüsselrolle dieser Hirnbereiche bei der Vorhersage dessen hindeuten, was wir als Nächstes erleben könnten, unabhängig davon, welche Sinneseindrücke gerade verfügbar sind.“
Smith fügte hinzu, dass ihre Ergebnisse das traditionelle Verständnis der Neurowissenschaftler über die Funktionsweise der sensorischen Hirnareale in Frage stellen und zeigen, dass die verschiedenen sensorischen Systeme des Gehirns tatsächlich alle sehr eng miteinander verbunden sind.
„Wir gehen davon aus, dass die Geräusche Vorhersagen liefern, die uns bei der künftigen Interaktion mit Objekten helfen, was einer Schlüsseltheorie der Gehirnfunktion entspricht, der sogenannten prädiktiven Verarbeitung.“
„Das Verständnis dieses Schlüsselmechanismus der Hirnfunktion könnte wichtige Erkenntnisse über psychische Erkrankungen wie Schizophrenie, Autismus oder Angststörungen liefern und darüber hinaus zu Entwicklungen im Bereich des Brain-Inspired Computing und der künstlichen Intelligenz führen.“
© Psylex.de – Quellenangabe: University of East Anglia