Neurologie Wir sehen, was Du siehst

An der Aktivität von Hirnzellen können Neuroforscher jetzt erkennen, was ein Mensch sich gerade anschaut. Gedankenlesen ist das allerdings noch nicht

Gedankenlesen – geht das wirklich? Diese Frage treibt nicht nur die Zuschauer der Fernsehshow The next Uri Geller um, sondern auch seriöse Wissenschaftler. Während allerdings die »Mentalmagier« im Fernsehen hauptsächlich psychologische Taschenspielertricks vorführen, arbeiten Neuroforscher seit einigen Jahren tatsächlich an der Entschlüsselung unbekannter Gedanken.

Die neueste Erfolgsmeldung kommt von der University of California in Berkeley. Dort ist es einem Team um den Neuropsychologen Jack L. Gallant gelungen, mit Hilfe der Kernspintomografie vorherzusagen, welche unbekannten Bilder eine Versuchsperson gerade betrachtet. Wie sie in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature berichten, erreichten sie bei einem Probanden eine Trefferquote von 92 Prozent, bei dem zweiten sagten die Forscher in 72 Prozent aller Fälle das richtige von 120 möglichen Bildern voraus. Ein erstaunlicher Erfolg: Die Wahrscheinlichkeit, durch Zufall das richtige Bild zu tippen, beträgt nur 0,8 Prozent.

Ihre prophetische Kunst verdanken Gallant & Co. im Wesentlichen einem neu entwickelten Algorithmus, mit dessen Hilfe sie die Aktivität in den Sehzentren des Gehirns mit bestimmten Eigenschaften von Bildern in Beziehung setzen. Um diesen Algorithmus zu kalibrieren, vermaßen die Forscher zunächst mit der funktionellen Kernspintomografie (fMRI) die Aktivitätsmuster ihrer Probanden beim Betrachten von 1750 natürlichen Objekte. Dann kam der eigentliche Test mit den 120 unbekannten Bildern. Und siehe da: Die fMRI-Daten, die ein Maß für die Durchblutung in verschiedenen Bereichen des Gehirns liefern, erwiesen sich als prächtiges Wahrsageinstrument.

»Die haben Bilder mit großer Präzision dekodiert«, lobt der Neuroforscher Henrik Walter von der Universität Bonn, »da ist ein großer Schritt nach vorn gelungen.« Besonders beeindruckt sind die Kollegen, weil das Gallant-Team die korrekte Identifizierung häufig sogar in nur einem Versuch erreichte. Von echtem »Gedankenlesen« sind die Forscher allerdings noch ein ganzes Stück entfernt. »Noch lässt sich nicht wirklich beliebig erkennen, was die Versuchsperson sieht«, sagt etwa der Freiburger MRI-Fachmann Ludger Tebartz van Elst. »Bisher wird ein gemessenes fMRI-Signal einfach einem vorgegebenen Set von Bildern zugeordnet.« Völlig neue, unvorhergesehene Sinneseindrücke sind damit ebenso wenig zu entschlüsseln wie Gedanken. Allerdings sieht Henrik Walter die Forschung auf gutem Wege dahin. Denn auch Bilder, die man sich nur vorstellt, erzeugen in den Sehzentren des Gehirns ganz ähnliche, wenn auch schwächere Aktivitätsmuster als reale Eindrücke. Es sei daher keineswegs abwegig, bald auch visuelle Fantasien mit der fMRI-Technik zu entziffern.

Vor zwei Jahren maßen sich Wissenschaftler erstmals in einem »Brain- Interpretation«-Wettbewerb, veranstaltet von Forschern der Universität Pittsburgh. Die hatten ihren Probanden Szenen aus der Heimwerkerkomödie Hör mal, wer da hämmert vorgespielt und ihre Hirnaktivität gemessen. Drei Folgen solcher Hirnscans verschickten sie an die teilnehmenden Wissenschaftler, nur für zwei lieferten sie die Fernsehbilder mit. Die dritte TV-Folge mussten die Kontrahenten aus diesem Ausgangsmaterial zusammenbasteln: Wann greift der Heimwerkerkönig zum Hammer? Wann spricht jemand? Amüsiert sich der Zuschauer? Gewonnen hatten jedoch nicht Hirnforscher, sondern ein Team italienischer Informatiker, die berufsmäßig aus riesigen Datenmengen Informationen herausfiltern. Ihr Computerprogramm konnte mit bis zu 85-prozentiger Genauigkeit die geforderten Merkmale vorhersagen. »Sie hatten den Vorteil, die besten statistischen Verfahren anwenden zu können, ohne sich den Kopf darüber zu zerbrechen, wie das Hirn funktioniert«, kommentierte der Neurowissenschaftler Fabrizio Esposito.

Im zweiten Wettbewerb, bei dem Szenen aus einem Videospiel rekonstruiert werden sollten, lagen dann die Hirnforscher vorn. Und die durchschnittliche Trefferquote hatte sich deutlich erhöht. Allerdings war die Aufgabenstellung wesentlich einfacher, es ging um eine kleine Auswahl von Sinneseindrücken: Wann sucht (und findet) der Spieler eine Person, eine Waffe oder eine Frucht? Wann hört er einen bösen Rottweiler knurren?

Dabei ist es kein Zufall, dass die wissenschaftlichen Hirndeuter vor allem mit visuellen Systemen experimentieren. Die Signalmuster, die Bilder im Gehirn erzeugen, differieren bei unterschiedlichen visuellen Motiven sehr stark. Das erleichtert den Forschern die korrekte Zuordnung. »Bei höheren kognitiven Leistungen des Gehirns sind diese Unterschiede zu klein«, sagt Walter. Wer also versucht, mit Hilfe der MRI-Technik böse Absichten oder abstrakte Gedankenspiele zu enthüllen, wird wohl scheitern. Mit solchen Fähigkeiten wird bis auf Weiteres nur im Fernsehen geprotzt. Ulrich Bahnsen/Stefanie Schramm