Dienstag, 8. Juni 2021

Große Pupillen verraten hohe Intelligenz.

aus spektrum.de, 8. 6. 2021                                                                                   zu Jochen Ebmeiers Realien

Größe der Pupillen verrät Intelligenz 
Psychologen stolperten eher zufällig über einen erstaunlichen Zusammenhang: Offenbar kann man an Pupillen ablesen, wie gut jemand in Intelligenztests ab-schneidet.

von Jason S. Tsukahara, Alexander P. Burgoyne, Randall W. Engle

Die Pupillen des Menschen weiten und verengen sich nicht nur mit wechselnden Lichtver-hältnissen: Sie verraten durch subtile Veränderungen auch etwas über Gefühlsregungen, verändern sich bei Erregung, Interesse oder psychischer Erschöpfung. Sie spielen also und bei der sozialen Kommunikation eine wichtige Rolle. Allerdings sind die Pupillen nicht nur ein Spiegel der Seele – sie könnten ebenso einen direkten Blick auf das Hirn und seine Lei-stungsfähigkeit möglich machen, wie die neuen Studienergebnisse unserer Arbeitsgruppe am Georgia Institute of Technology nahelegen.

Sie lassen eine erstaunliche Schlussfolgerung zu: Offenbar hängt die durchschnittliche Grö-ße der Pupillen eng mit Intelligenz einer Person zusammen – je größer die Pupillen, desto besser schnitten Freiwillige bei Tests ab, in denen die Fähigkeit zu logischem Denken, die Aufmerksamkeitsspanne und die Gedächtnisleistung ermittelt wurden. Dies bestätigte sich schließlich in drei unabhängigen Studien: Tatsächlich sind die Unterschiede der durch-schnittlichen Pupillengröße bei den besten und schwächsten Testteilnehmern der Kogniti-onstests groß genug, um sie mit dem bloßen Auge wahrnehmen zu können.

Die erste Ahnung von diesem verblüffenden Zusammenhang hatten wir bekommen, als wir versuchten, die mentale Anstrengung zu messen, die verschiedene Probanden bei Gedächt-nistests aufwenden. Wir hatten die Pupillenerweiterung damals als Messindikator für die Anstrengung gewählt – eine Idee, die der Psychologe Daniel Kahnemann in den 1960er und 1970er Jahren populär gemacht hatte. Bei diesen Versuchen war uns eine Korrelation von Pupillengröße und Intelligenz bereits aufgefallen – es war uns aber völlig unklar, ob der Effekt in der Realität etwas zu bedeuten hat.

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Der Zusammenhang hatte uns jedoch neugierig gemacht. Wir führten daher mehrere groß angelegte Studien mit mehr als 500 Personen im Alter von 18 bis 35 Jahren aus dem Groß-raum Atlanta durch. Dabei maßen wir die Pupillengröße der Teilnehmer mit einem »Eye Tracker« – einem Gerät, welches das von der Pupille und der Hornhaut reflektierte Licht mit einer Hochleistungskamera und einem Computer erfasst. Zunächst haben wir dabei die Pupillen der ruhig für etwa vier Minuten auf einen leeren Computerbildschirm schauenden Teilnehmer mit dem Eye Tracker gemessen.

Mit den Messdaten berechneten wir dann die durchschnittliche Pupillengröße jedes Teilneh-mers – also den exakten Durchmesser der schwarzen, kreisförmigen Öffnung in der Augen-mitte. Er kann zwischen zwei und acht Millimetern liegen. Die Pupille ist von einem farbi-gen Bereich umgeben, der Iris, die für die Steuerung der Pupillengröße verantwortlich ist. Sie verengt die Pupillen unter anderem als Reaktion auf helles Licht, deshalb haben wir das Labor für alle Teilnehmer dunkel gehalten.

Im nächsten Teil des Experiments absolvierten die Teilnehmer eine Reihe von kognitiven Tests, bei denen wir die so genannte »fluide Intelligenz« bestimmt haben, also die Fähigkeit, neue Probleme zu durchdenken. Zudem ermittelten wir die Leistungsfähigkeit des Arbeits-gedächtnisses und die Fähigkeit, sich Informationen über einen bestimmten Zeitraum zu merken, sowie die Fähigkeit, trotz Ablenkungen und Störungen ein gewisses Maß an Auf-merksamkeit für die Aufgabe zu halten.

Solche Aufmerksamkeitskontrolltests am Computer können die Teilnehmer zum Beispiel vor die Aufgabe stellen, auffällig flackernde Sternchen an einer Stelle des Monitors bewusst zu ignorieren, während sie an einer anderen Stelle möglichst schnell Buchstaben identifi-zieren. Das klappt natürlich nur, wenn man nicht im falschen Augenblick wegschaut und den Buchstaben verpasst. Allerdings sind Menschen darauf programmiert, auf plötzlich erscheinende Objekte in ihrer peripheren Sicht zu reagieren – schließlich musste, so die gängige Erklärung, der Mensch im Laufe seiner evolutionären Entwicklung auf rasch auf-tauchende Beutetiere oder Feinde reagieren. Diese Reaktion zu unterdrücken, benötigt mentale Anstrengung.

Am Ende ergaben die Auswertungen, dass eine größere durchschnittliche Pupille mit einer höheren fluiden Intelligenz und Aufmerksamkeitskontrolle korreliert ist – und, allerdings weniger deutlich, mit der Kapazität des Arbeitsgedächtnisses. Interessanterweise hängen auch Pupillengröße und Alter zusammen; ältere Teilnehmer hatten tendenziell kleinere, stärker verengte Pupillen. Der Alterseffekt hat unsere Ergebnisse allerdings nicht entschei-dend beeinflusst: Rechnet man ihn heraus, so bleibt es bei dem beobachteten Zusammen-hang.

Die Frage ist nur: Warum korrelieren Pupillengröße und Intelligenz überhaupt? Hier hilft womöglich ein Blick auf die Arbeitsweise von Sinnesapparat und Gehirn. Die Pupillengröße hängt mit der Aktivität im Locus coeruleus zusammen, einem Areal im oberen Hirnstamm, das neuronale Verbindungen in teils weit entfernte andere Bereiche des Gehirns bildet. Und der Locus coeruleus setzt Noradrenalin frei, das sowohl als Neurotransmitter als auch als Hormon im Gehirn und im Körper wirkt und Prozesse wie Wahrnehmung, Aufmerksam-keit, Lernen und Gedächtnis reguliert.

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Zudem übernimmt das Areal eine Funktion bei der Koordination der Hirnaktivität und ermöglicht eine Zusammenarbeit von weit voneinander entfernten Gehirnregionen bei komplexen Prozessen. Wenn der Locus coeruleus nicht richtig arbeitet, dann bricht diese koordinierte Hirnorganisation zusammen, was womöglich zu verschiedenen Störungen führen kann – diskutiert wird etwa die Alzheimerkrankheit und die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung. Jedenfalls ist Aktivitätsorganisation wohl enorm wichtig: Das Ge-hirn wendet hierfür die meiste Energie auf, und das auch, wenn wir sonst gar nichts tun, also etwa minutenlang auf einen leeren Computerbildschirm starren.

Zusammengefasst: Es könnte sein, dass der Locus coeruleus von Menschen, die in Inaktivi-tätsphasen größere Pupillen haben, die Aktivitäten effizienter reguliert – was dann, so die Hypothese, der kognitiven Leistung und der Gehirnfunktion im Ruhezustand zugutekommt. Dies muss noch durch weitere Forschung untersucht werden – offensichtlich aber verrät unser Auge uns wohl mehr, als man auf den ersten Blick denken könnte.

© Scientific American
Scientific American, »Pupil Size Is a Marker of Intelligence«, 2021

Jason S. Tsukahara ist als Doktorand, der Neurowissenschaftler Alexander P. Burgoyne als Postdoc am Georgia Institute of Technology beschäftigt. Ihre Arbeitsgruppe dort leitet Randall W. Engle, Mitglied der National Academy of Sciences der USA.
 

Nota. - Einer "macht große Augen" - was ist daran so interessant, dass ich es in mein Blog übernehme? Natürlich nicht die Pupille selbst. Sondern dass eine Funktion, die so tief im ältesten Teil des Gehirns verwuzelt ist, nicht nur auf der rein physiologischen Oberfläche 'erscheint', sondern zugleich im subtilsten Teil des Kognitionsapparats wirkt. Allerdings nicht auf der konkreten Sachebene des Dies-oder-Jenes-Bedeutens, sondern auf der Meta-Ebene des Dass.

Wenn es sonst nichts zu bedeuten hat, illustriert es immerhin die systemische Verfassung unseres Gehirns, und macht seine Plastizität einsichtiger. 

JE

Eingestellt von um

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