Fehlererkennung Forscher finden Alarmanlage des Hirns

Unser Gehirn verfügt offenbar über eine Art unterbewusster Alarmanlage. Greift zum Beispiel ein Pianist daneben, dann hat sein Hirn den Fehler schon registriert, bevor der falsche Ton überhaupt zu hören ist.


Leipzig - Kaum eine Tätigkeit fordert das Hirn so sehr wie das Spielen eines Instruments. "Ein Pianist muss wissen, welche Note als nächste wie gespielt werden soll, die entsprechenden Bewegungen müssen geplant und ausgeführt werden. Parallel dazu wird ständig die Richtigkeit des Klangs überprüft", sagt Clemens Maidhof vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig.

Anspruchsvolles Klavierspiel: "Parallel wird die Richtigkeit des Klangs überprüft"
DPA

Anspruchsvolles Klavierspiel: "Parallel wird die Richtigkeit des Klangs überprüft"

Er gehört zu einem deutsch-britischen Forscherteam, das herausfinden wollte, was im Gehirn abläuft, wenn wir bei einer komplizierten Aufgabe einen Fehler machen. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass das Gehirn einen Fehler entdecken kann, bevor er überhaupt gemacht worden ist. Im Fachjournal "PLoS One" beschreiben sie, dass das Hirn schon früh Vorhersagen darüber macht, welches Ergebnis eine bestimmte Handlung bewirken wird. Steht die Vorhersage im Widerspruch zum eigentlich geplanten Ziel der Handlung, wird Alarm geschlagen.

Die Forscher hatten Pianisten beidhändig Tonfolgen spielen lassen, die ihnen zuvor vom Band vorgespielt worden waren. Um Ablenkungen vorzubeugen, wurden ihnen die Augen verbunden. Die Hirnaktivität der Musiker wurde per EEG überwacht, das heißt, Schwankungen der elektrischen Potentiale im Hirn wurden durch Elektroden an der Kopfhaut aufgezeichnet. "Die Reaktionen auf verschiedene Einflüsse lassen sich so bis auf die Millisekunde genau verfolgen. So konnten wir ganz genau feststellen, wie das Hirn auf einen Fehler reagiert - und vor allem, wann", erklärt Forscher Maidhof.

Die Reaktion der Pianisten war eindeutig: Unterlief den Musikern ein Fehler, führte das zu einer Veränderung im EEG - und zwar bevor die Pianisten den falschen Ton gehört haben konnten. Das Hirn schien also den Fehler schon zu erkennen, bevor er passierte - mit einem Vorlauf von bis zu 100 Millisekunden. Die Pianisten schlugen die falschen Tasten außerdem leiser und zeitlich verzögert an. Auch die zweite Hand, die zur gleichen Zeit die richtige Taste spielte, wies die Verzögerung auf. "Möglicherweise spiegelt sich darin ein Versuch, den Fehler noch zu vermeiden", so Clemens Maidhof.

Möglich ist die frühe Fehlererkennung nach Angaben der Forscher wahrscheinlich durch spezielle neuronale Mechanismen. Diese treffen - schon während eine bestimmte Bewegung initiiert wird - eine Vorhersage über das zu erwartende Resultat. Ein Widerspruch zwischen Vorhersage und dem Handlungsziel sorgt dann wohl für eine schnelle Entdeckung des Fehlers.

Bei monotonen Arbeiten könnten sich Fehler im Gehirn sogar über einen längeren Zeitraum ankündigen. Forscher hatten mit Hilfe der funktionalen Magnetresonanztomographie herausgefunden, dass einige Hirnregionen schon bis zu 30 Sekunden vor Auftreten des Fehlers eine veränderte Aktivität aufweisen.

chs/dpa



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