Manipulierte Hirnwellen: Impulse bremsen Menschen auf Zeitlupen-Tempo

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Auf Knopfdruck bestimmte Hirnbereiche lahmlegen oder aktivieren - das können Forscher schon länger. Möglich macht dies eine auf der Schädeldecke aufliegende Magnetspule. Mit der sogenannten Transkraniellen Magnetstimulation (TMS) ist es beispielsweise gelungen, Menschen rechenschwach zu machen oder den Tastsinn zu verbessern.

Mit einer ähnlichen Methode, der sogenannten Transkraniellen Wechselstromstimulation (tACS), haben Forscher vom University College London nun das Gehirn auf eine bislang unbekannte Weise beeinflusst. Alek Pogosyan und seine Kollegen veränderten die Hirnwellen von Freiwilligen derart, dass diese ihre Arme nur noch sehr viel langsamer bewegen konnten, wenn sie mit einem Joystick einen Punkt auf dem Bildschirm steuern sollten.

Dazu erhöhten die Forscher die sogenannte Beta-Aktivität, einen bestimmten Typ von Gehirnwellen. Die Beta-Wellen wurden zwar schon oft mit der Bewegungssteuerung in Verbindung gebracht, aber erst in den neuen Experimenten konnten die Wissenschaftler tatsächlich einen ursächlichen Zusammenhang zwischen Wellenaktivität und bewusster Bewegung nachweisen.

Beta-Wellen werden im Gehirn dann gemessen, wenn sogenannte tonische Kontraktionen stattfinden. Das sind unbewusste Muskelanspannungen über eine längere Zeit, die zum Beispiel den Körper im Wachzustand aufrecht halten. Auch im sogenannten REM-Schlaf - der Traumphase - ist das Gehirn im Betabereich aktiv.

Probanden brauchten zehn Prozent länger

Im Gegensatz dazu fällt die Beta-Aktivität unmittelbar vor dem Ausführen einer bewussten Bewegung ab. Die Wissenschaftler wollten in ihren Experimenten diesen Zusammenhang nun genauer untersuchen. Dafür klebten sie den Probanden eine Elektrode über dem motorischen Cortex auf den Kopf, durch welche sie elektrische Signale laufen ließen. Dann sollten die Testteilnehmer mit einem Joystick einen Punkt auf einem Bildschirm so steuern, dass er einen sich bewegenden Kreis traf.

Die Wissenschaftler verhinderten, dass die Aktivität der Betawellen abnahm, bevor die Probanden den Test begannen. Dafür erhöhten sie die Beta-Aktivität leicht, unmittelbar bevor sich der Kreis auf dem Bildschirm bewegte. Die Versuchspersonen reagierten entsprechend: Sie brauchten zehn Prozent länger, um die Verfolgung aufzunehmen als ohne die Elektroden auf dem Kopf.

Dies klinge nach wenig, sei aber ein überraschendes Resultat, wenn man bedenke, dass nur sehr kleine Spannungsänderungen eingesetzt worden seien, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Current Biology". Außerdem fanden sie heraus, dass Menschen offenbar nur bei bewussten Bewegungen zur Zeitlupe gezwungen werden können. Die spontane Reaktionszeit der Probanden wurde nämlich durch die Elektroden nicht in gleicher Weise verändert.

Die Resultate der britischen Forscher könnten für eine mögliche Alzheimertherapie eingesetzt werden, sind doch bei dieser neurodegenerativen Krankheit die Bewegungen erheblich verlangsamt und gleichzeitig die Beta-Wellen im Gehirn der Betroffenen ungewöhnlich hoch. Auch Patienten mit der Huntingtonkrankheit könnten davon profitieren. Sie leiden unter unkontrollierbaren Bewegungsstörungen.