Wie das Gehirn Aktionen kartiert: Neue Erkenntnisse aus der Neurowissenschaft

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Art und Weise, wie unser Gehirn Aktionen plant und ausführt, könnte revolutionäre Einblicke in die menschliche Entscheidungsfindung und Verhaltenssteuerung bieten. Eine neue Studie zeigt, dass das Gehirn Aktionen ähnlich kartiert wie physische Räume, was tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis von Gedächtnis und motorischer Kontrolle haben könnte.

Die jüngste Forschung des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften in Zusammenarbeit mit der University College London hat aufgedeckt, dass das menschliche Gehirn Aktionen und ihre Ergebnisse in kognitiven Karten organisiert. Diese Karten, die im Hippocampus gebildet werden, kommunizieren mit dem motorischen System, um zielgerichtete Verhaltensweisen und flexible Entscheidungen zu unterstützen.

Durch den Einsatz von Virtual-Reality-Aufgaben und funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) konnten die Forscher beobachten, dass das Gehirn ähnliche Aktionen in einer kartografischen Struktur näher zusammen darstellt. Diese Entdeckung stellt traditionelle Ansichten über Gedächtnissysteme in Frage und zeigt, dass die Handlungsplanung von miteinander verbundenen neuronalen Netzwerken geleitet wird, die Gedächtnis, Wahrnehmung und motorische Kontrolle verknüpfen.

Die Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, erweitert die Rolle kognitiver Karten von der räumlichen Navigation hin zur Handlungsplanung. Die Forscher argumentieren, dass die Fähigkeit des Menschen, eine vielfältige und hochkomplexe Palette von Handlungsplänen zu entwickeln, bemerkenswert ist. Viele unserer Verhaltensweisen basieren auf Assoziationen zwischen Aktionen und ihren Ergebnissen, die wir flexibel bilden und nutzen.

Ein Beispiel für diese Flexibilität ist die gleiche Tastenaktion, die je nach Kontext unterschiedliche Ergebnisse liefern kann, sei es auf einer Computertastatur oder einem Radio. Die Auswahl der richtigen Aktion erfordert den Vergleich der verfügbaren Handlungs-Ergebnis-Kombinationen, was eine nicht triviale Herausforderung darstellt.

Irina Barnaveli, die Erstautorin der Studie, erklärt: „Wir schlagen vor, dass diese Handlungs-Ergebnis-Assoziationen in einer kognitiven Karte innerhalb des Hippocampus organisiert sein könnten, was eine effiziente Aktionsauswahl innerhalb des reichen menschlichen Verhaltensrepertoires unterstützen könnte.“

In der immersiven virtuellen Realität führten die Teilnehmer eine motorische Interaktion durch, bei der sie lernten, wie man einen virtuellen Ball fliegt und fängt. Später verglichen sie die erlernten Aktionen, während ihre Gehirnaktivität mittels fMRI überwacht wurde. Die Wissenschaftler fanden Muster der Gehirnaktivität, die typischerweise als Signaturen der „kognitiven Kartierung“ interpretiert werden, was darauf hindeutet, dass das Gehirn Handlungspläne in einer kartografischen Darstellung abstrahiert und organisiert.

Diese Entdeckung könnte die klassische Unterscheidung zwischen deklarativem und prozeduralem Gedächtnis weiter herausfordern und darauf hindeuten, dass zielgerichtete Handlungen auf mehreren neuronalen Systemen beruhen, die Aktionsgenerierung, motorische Planung und Gedächtnis integrieren.

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