Ärzte Zeitung online, 02.04.2009

Forscher finden "Alarmanlage" im Hirn

LEIPZIG/SAN FRANCISCO (dpa). Greift ein Pianist daneben, hat sein Gehirn den Fehler bereits registriert, bevor der falsche Ton erklingt. Das haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig und des Instituts für Psychologie der britischen Universität Sussex jetzt herausgefunden.

Wahrscheinlich geschieht dies, indem das Hirn schon früh Vorhersagen darüber macht, welches Ergebnis eine Handlung bewirken wird. Steht die Vorhersage im Widerspruch zum Handlungsziel, kann das Gehirn den Fehler entdecken, bevor er gemacht worden ist (PLoS One 4, 2009, e5032).

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", erklärte der Max-Planck-Forscher Clemens Maidhof.

Bei dem Experiment spielten Pianisten beidhändig Tonfolgen, die ihnen zuvor vom Band vorgespielt worden waren. Um Ablenkungen vorzubeugen, wurden ihnen die Augen verbunden. Ihre Hirnaktivität wurde dabei mithilfe der Elektroenzephalografie (EEG) überwacht. Bei dieser Technik werden Schwankungen der elektrischen Potenziale im Hirn 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", sagte Maidhof.

Unterlief den Musikern ein Fehler, führte das zu einem Anstieg im EEG, bevor die Pianisten den falschen Ton gehört haben konnten. Das Hirn schien den Fehler schon eine zehntel Sekunde, bevor er geschehen ist, zu erkennen. Die falschen Tasten wurden zudem leiser und verzögert angeschlagen. 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."

Möglich ist die frühe Fehlerkennung nach Angaben der Forscher wahrscheinlich durch 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 führt demnach zur schnellen Entdeckung des Fehlers.

Zur Studie "Nobody Is Perfect: ERP Effects Prior to Performance Errors in Musicians Indicate Fast Monitoring Processes"

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