Ein Gehirnareal für alle Sprachen.

aus spektrum.de, 23.02.2021                                                                                                      zu Jochen Ebmeiers Realien

Ein Areal für alle Sprachen
Die meisten Menschen sehen in Gebärden nur Bewegungen der Hände. Gebärdensprachler erkennen darin Wörter und Sätze: Bei ihnen schaltet sich das Sprachzentrum ein und entschlüsselt die Bedeutung der Handzeichen.

von Christiane Gelitz

Der Schlüssel zum Verstehen von Gebärdensprache ist derselbe wie der für gesprochene Sprache. Zu diesem Ergebnis kommt ein Team vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig in einer Metaanalyse über 23 Studien. Wie die Gruppe in der Fachzeitschrift »Human Brain Mapping« berichtet, ist Dreh- und Angelpunkt das Broca-Areal im linken Stirnhirn: Es handle sich um einen »supramodalen Hub«, also ein von der Modalität der Sprache unabhängiges Zentrum für Sprachverstehen. Je nachdem, ob es um gesprochene oder gebärdete Sprache geht, arbeitet das Broca-Areal aber mit verschie-denen anderen Hirnregionen zusammen.

Bei Gebärdensprachlern aktivieren Gebärden ein Netzwerk, das sich über beide Seiten von Stirn-, Hinterhaupt- und Schläfenlappen erstreckt. Das Broca-Areal (für Fachleute: BA 44 und 45) und sein Pendant im rechten Schläfenlappen (BA 22) entschlüsseln die sprachliche Bedeutung der Bewegungen von Händen, Gesicht und Körper. Die rechte Region ist daneben auch am Beobachten von nichtsprachlichen Gesten beteiligt, etwa wenn es um räumliche Informationen geht.

• Eine eingeborene Tendenz zum gestischen Ausdruck.
  

Wie das Max-Planck-Team weiter berichtet, unterscheiden sich Deutsch- und Gebärden-sprachige darin, wie das Gehirn Gebärden verarbeitet: Nur bei Letzteren aktivieren sie das Sprachnetzwerk in der linken Hirnhälfte. Deshalb sehen Hörende einfach nur Bewegungen der Hände, während Gebärdende dieselben Bewegungen als sprachliche Signale wahrneh-men. Spezifisch fürs Gebärdensprachverstehen ist überdies eine Region in der rechten Hirnhälfte, die dem Wernicke-Areal im linken Schläfenlappen entspricht und vor allem bei komplexeren Informationen aktiv wird. Die Autoren vermuten, dass sich die Region bei gehörlosen Gebärdensprachlern reorganisiert haben könnte.

»Das Gehirn ist auf Sprache an sich spezialisiert, nicht auf das Sprechen«
(Patrick Trettenbrein vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig)

Die Befunde passen zu älteren Untersuchungen, heißt es in der Studie: Die Verarbeitung gesprochener Sprache laufe beidseitig ab, doch die von abstrakten sprachlichen Informationen eher in der linken Hemisphäre. Dass das Broca-Areal auch am Verstehen von Gebärden mitwirkt, gilt seit Langem als wahrscheinlich. Im Wesentlichen seien die gleichen Gebiete wie bei gesprochener Sprache beteiligt, schrieb ein Forschungsteam schon vor 20 Jahren in »Spektrum der Wissenschaft«.

»Das Gehirn ist auf Sprache an sich spezialisiert, nicht auf das Sprechen«, sagt Neurolinguist Patrick Trettenbrein in einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts. Zu klären sei nun noch, ob gehörlose ebenso wie hörende Menschen Bedeutung und Grammatik mit unterschiedlichen Teilen des Broca-Areals verstehen. Gebärdensprachen böten die Gelegenheit, solche Hypothesen zur menschlichen Sprache unabhängig vom Sprechen zu testen.

Spektrum der Wissenschaft Digitalpaket: Schrift und Sprache

Schätzungen zufolge sind in Deutschland mehr als 80 000 Menschen gehörlos, und rund 200 000 sprechen die Deutsche Gebärdensprache (DGS). Weltweit existieren je nach Zählweise zwischen 144 und mehr als 200 Gebärdensprachen. Sie gelten als vollwertige Sprachen mit einer eigenen Grammatik und Kultur.

 

Nota. - Verstehe ich das richtig?  Unser Gehirn ist schlechterdings und ganz in abstracto auf Bilden und Verstehen digitaler Mitteilungen eingerichtet? Digital sind Handzeichen nicht minder als Laut- oder Schriftzeichen. Dass Laut- und Gebärdensprache sich in der Geschichte nicht bloß neben-, sondern mit einander entwickelt haben, liegt nahe. Wenn beide prinzipiell gegeneinander austauschbar sind - ist damit die Schriftsprache a priori inbegriffen, oder musste sie sich in einem langen evolutionären Prozess erst mühselig aus jenen beiden heraus bilden? Um Symbole handelt es sich in jedem Fall.

JE

 

Homo erectus dachte noch nicht wie sapiens.

aus spektrum.de, 8. 4. 2021                                                                                     zu Jochen Ebmeiers Realien

Älteste Menschen dachten noch nicht wie Menschen
Das erste weltweit erfolgreiche Modell des Menschen, der Homo erectus, entwickelte sein Gehirn erst allmählich zu einem modernen Denkapparat. Seine frühen Vertreter ähnelten darin noch eher dem Vorfahren von Affe und Mensch.

von Jan Osterkamp

Die ältesten Formen unseres Vorfahren Homo erectus haben aus Afrika heraus die ganze Welt besiedelt. Ihr Gehirn ähnelte dabei aber zumindest am Anfang weniger dem eines modernen Menschen als dem eines Menschenaffen. Dies schließen zumindest Forscher um Marcia S. Ponce de León von der Universität Zürich und Kollegen, nachdem sie Schädel einiger besonders alter H. erectus mit modernsten Verfahren analysiert haben, um die Gehirnstruktur der Hominiden exakter zu modellieren.

Im Zuge der Evolution aus einem gemeinsamen Vorfahren haben sich Gehirnstrukturen von Affen und Menschen unterschiedlich entwickelt: So liegt bei den großen Primaten heute der untere Teil des Sulcus praecentralis, einer auffälligen Furche des Großhirns, im Schädel eindeutig vor der Koronarnaht, der von außen sichtbaren Naht zwischen vorderem Stirnbein und dem nach hinten anschließenden Scheitelbein des Schädels. Beim modernen Menschen ist das anders, denn die Hirnwindung wich im Laufe der Menschwerdung nach hinten aus, um Teilen des Frontallappens Platz zu machen, der zunehmend größer und offenbar wichtiger wurde und mehr Platz einnahm. Hier finden sich auch die Hirnabschnitte die mit höheren kognitiven Aufgaben betraut sind, auch Sprachzentren wie das Broca-Areal. Forscher vermuten, dass diese umgebaute Gehirnstruktur mit einer stärkeren kognitiven Leistungsfähigkeit einhergeht: Ohne die stärker ausgebauten Hirnareale dürften weder Sprache noch das Erfinden und der Bau von allerlei Werkzeug denkbar gewesen sein.

Wo einzelne Areale lagen und wie ausgeprägt sie waren, ist dabei auch an gut erhaltenen Schädeln nach Millionen von Jahren noch zu erkennen, denn die Furchen hinterlassen nachvollziehbare Eindellungen. Somit war es schon seit langer Zeit möglich, Rückschlüsse auf die Gehirnstrukturen längst ausgestorbener Affen, Früh- und Vormenschen zu ziehen. Dabei galt die Schlussfolgerung: Ein Schädel, in dem ein ausgeprägtes Broca-Areal lag, barg wahrscheinlich ein Gehirn, dass zu komplexen kognitiven Leistungen fähig war. Klar war dabei, dass afrikanische Vormenschen, die vor 2,8 Millionen Jahren in Afrika lebten, noch keine in dieser Form typischen menschlichen Gehirne hatten. Eine ärgerliche Lücke lässt dann ausgerechnet der etwas später erschienene H. erectus offen, der über einen sehr langen Zeitraum in vielen unterschiedlichen Formen in aller Welt vorkam: Bislang fehlten vor allem Untersuchungen an gut erhaltenen Schädel dieser Art aus der Zeit, in der der Frühmensch sich als erster Hominide auf den Weg aus Afrika heraus gemacht hatte. Diese Leerstelle füllen Ponce de León und Kollegen nun mit ihrer in »Science« veröffentlichten Studie.

Die Forschenden haben mehrere Fossile aus der Dmanisi-Fundstelle in Ostgeorgien untersucht, unter anderem den berühmten, gut erhaltene Hirnschädel eines 1,8 Millionen Jahre alten H. erectus. Dabei durchleuchteten die Forschenden die Schädelfragmente mit Synchrotronstrahlung genauer als zuvor und modellierten schließlich die Gehirnstrukturen in 3-D. Dabei zeigte sich eindeutig: Die Gehirnwindungen dieser alten Erectus-Varianten verliefen noch ähnlich wie die noch früherer Vorfahren; von einer Vergrößerung des Broca-Areals und den daraus resultierenden Gehirnumbauten war noch nichts zu erkennen. Anders ist dies bei jüngeren H. erectus, die vor weniger als 1,5 Millionen Jahren in Asien gelebt haben: Hier ist der Frontallappen schon umgebildet. Offenbar haben die Gehirnumbauten also erst nach den ersten Abwanderungen von H. erectus aus Afrika in den Rest der Welt eingesetzt.

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Somit stellen sich nun neue Fragen nach dem Warum des Gehirnumbaus. Bislang lag die Vermutung nahe, dass ein kognitiv leistungsfähigeres Hirn der Auswanderung des Frühmenschen aus Afrika in die ganze Welt voraus ging und vielleicht sogar erst die Voraussetzungen dafür geschaffen hat, dass die Art sich auf Wanderschaft begeben hat. Nun ist unklarer als zuvor, welcher Selektionsdruck bei der deutlichen Veränderung des Frühmenschen-Hirns gewirkt hat. Forscher können hier bislang nur spekulieren. Amélie Beaudet von der Universitat Autònoma de Barcelona weist in einem Begleitkommentar in »Science« darauf hin, es sei auch denkbar, dass der Umbau der Gehirnstruktur und die erhöhte kognitive Leistungsfähigkeit nicht unmittelbar miteinander verknüpft sind: Womöglich haben sich Schädel und Gehirnstruktur zunächst aus anderen, unbekannten Gründen verändert, und erst später haben dann die neu geformten Gehirnwindungen in der Evolution durch einen Prozess der Exaptation neue Funktionen übernommen.

Die sogenannten Spiegelneurone.

 
aus spektrum.de, 4. 3. 2022                                                                              zu Jochen Ebmeiers Realien; zu Philosophierungen

Mythos Spiegelneurone
Die Entdeckung der Spiegelneurone jährt sich 2022 zum 30. Mal. Zeit für einen Blick in den Rückspiegel: Was wissen Forscherinnen und Forscher heute über die berühmten Nervenzellen? Konnten sie die hohen Erwartungen erfüllen, die die beteiligten Wissenschaftler damals an sie stellten?

von Anton Benz

Sommer 1992 – die Sonne brütet über Parma. Ein Affe wartet in einem Labor des Istituto di Fisiologia Umana darauf, dass die Wissenschaftler aus ihrer Mittagspause zurückkehren. Der verkabelte Makak ist an ein Gerät angeschlossen, welches die Aktivität von Neuronen im motorischen Kortex aufzeichnet und jedes Mal dann ein Surren von sich gibt, wenn er nach Nahrung greift. Langsam trudelt die Gruppe um Giacomo Rizzolatti aus der Kantine ein. Ein Doktorand schleckt noch gemütlich an seinem Eis, bevor es zurück an die Arbeit geht. Als er die Kugel im Sichtfeld des Affen zum Mund führt, geschieht etwas, das die Hirnforschung für immer verändern soll: Der Apparat schlägt an, obwohl sich das Versuchstier nicht regt. Jene Nervenzellen, die eigentlich feuern, wenn der Makak selbst Essen zum Maul führt, reagieren auch bei der bloßen Beobachtung derselben Bewegung! Und die Entdeckung der Spiegelneurone nimmt ihren Lauf.

Eine tolle Geschichte, auf die man im Internet häufig stößt. Leider ist sie nicht wahr. Heute, 30 Jahre, später lacht der inzwischen emeritierte Rizzolatti darüber: »Das ist nichts weiter als ein Mythos, der einmal in der ›New York Times‹ stand und sich von dort weiter verbreitete. Die eigentliche Geschichte ist viel unspektakulärer: Es gab eine Vorrichtung, aus der wir das Essen für die Affen entnahmen. Zu unser aller Überraschung feuerten ihre Nervenzellen auch dann, wenn wir nach einer Belohnung für sie griffen.«

Die »alternative Erzählung« soll aber nicht von der eigentlichen Sensation ablenken. Die Spiegelneurone entwickelten sich zu den Shootingstars der Hirnforschung. Kaum ein Thema erreichte so viel Aufmerksamkeit in der allgemeinen Öffentlichkeit. Wie häufig berichtet schon die »New York Times« über neurowissenschaftliche Grundlagenforschung? Eine regelrechte PR-Kampagne trieb das Interesse der Medien nur noch weiter an. So ließ der Neurologe Vilayanur Ramachandran von der University of California, San Diego, verlauten: »Ich prognostiziere, dass die Spiegelneurone für die Psychologie das sein werden, was die DNA für die Biologie war.«

Auf einen Blick
Mehr Imitation als Empathie

1. In den frühen 1990er Jahren landeten Forscher um Giacomo Rizzolatti einen spektakulären Zufallstreffer: Sie entdeckten die Spiegelneurone. Um diese entwickelte sich ein Hype, auch über die Grenzen der Hirnforschung hinaus.

2. Die speziellen Nervenzellen sollen eine ganze Reihe bedeutsamer Funktionen haben. Sie führten unter anderem zur Entstehung von Sprache und Empathie, hieß es aus dem Entdeckerkreis.

3. Heute sind viele Experten vorsichtiger. Demnach spielen Spiegelneurone vor allem beim Erkennen und Nachahmen von Bewegungen eine Rolle. Für komplexere soziale Prozesse seien sie zumindest nicht allein verantwortlich.

 

Doch inzwischen hat das wissenschaftliche Interesse an den berühmten Nervenzellen nachgelassen (siehe »Das Ende eines Hypes?«). Es stellt sich die Frage: Was wissen wir – 30 Jahre nach ihrer Entdeckung – eigentlich über die Spiegelneurone? Sind sie die Alleskönner, für die Medien und viele Forschende sie hielten? Oder ist das Strahlen der ehemals schillernden Stars inzwischen verblasst?

Eigentlich wollten Rizzolatti und sein Team 1992 die so genannten kanonischen Neurone genauer untersuchen. Das sind Nervenzellen, die sowohl beim Greifen nach einem Gegenstand feuern als auch beim bloßen Anblick desselben Objekts. Aber wie wir heute wissen, kam es anders: »In den ersten Jahren nach unserer Entdeckung wiederholten wir die Experimente immer wieder, weil wir Angst hatten, dass es sich dabei nur um einen Messfehler handelte«, so der Neurophysiologe. Doch die folgenden Versuche bestätigten den faszinierenden Zufallsfund: Bestimmte Zellen im motorischen und prämotorischen Kortex entladen sich nicht nur beim Ausführen einer Handlung, sondern ebenso, wenn man dieselbe Bewegung bei anderen nur beobachtet.

Dieser Artikel ist enthalten in Gehirn&Geist 4/2022

2010 fand ein Team um Roy Mukamel, der heute an der Universität Tel Aviv forscht, die begehrten Zellen auch im menschlichen Gehirn – genauer gesagt in Teilen des Motorkortex und im Schläfenlappen. Als Probanden dienten 21 Epilepsiepatienten, denen im Vorfeld eines neurochirurgischen Eingriffs Elektroden ins Hirn implantiert worden waren. So konnten die Wissenschaftler ihre Nervenzellaktivität direkt messen, während die Patienten Handbewegungen entweder selbst ausführten oder nur beobachteten. Dass an solchen »Spiegelungen« auch Teile des Kleinhirns sowie Emotionen verarbeitende Regionen beteiligt sind, stellten australische Forscher um Pascal Mohlenberghs 2012 in einer Übersichtsarbeit fest.

Allerdings basierte ihre Analyse ausschließlich auf MRT-Daten, die nur ein unvollständiges Bild zeichnen. Denn sie erfassen nicht die Aktivität einzelner Neurone, sondern ganzer Zellverbände. So lässt sich mit der Methode nicht genau sagen, ob wirklich dieselben Zellen sowohl bei der Ausübung als auch bei der Beobachtung einer Bewegung feuern. Um diese Ungenauigkeit zu berücksichtigen, spricht man bei Daten aus dem Hirnscanner häufig nicht von Spiegelneuronen, sondern von einem »Spiegelneuronen-System« oder von »Regionen mit Spiegeleigenschaften« (siehe »Das Spiegelsystem im Gehirn«).

© Spektrum der Wissenschaft, nach Heyes, C., Catmur, C.:
What Happened to Mirror Neurons?

Perspectives on Psychological Science 17, 2022, fig 1 (Ausschnitt) Das Ende eines Hypes? | Die Anzahl der Publikationen zum Thema »Spiegelneurone« von 1996 bis 2019.

Caroline Catmur vom King's College London, eine Expertin auf dem Gebiet, blickt auf die vergangenen Jahre seit Rizzolattis Entdeckung zurück: »In den letzten drei Jahrzehnten haben Wissenschaftler den Spiegelneuronen eine Menge Funktionen zugesprochen. Aber viele dieser großen Behauptungen lassen sich nicht mehr halten, auch weil Forscher inzwischen vorsichtiger an die Sache herangehen.« Welche sind die »großen Behauptungen«, und wie steht es heute um sie?

1. Dank der Spiegelneurone können wir Handlungen erkennen und nachahmen

Forscherinnen und Forscher sind sich größtenteils darüber einig, dass Spiegelneurone es uns ermöglichen, Handlungen zu erkennen und zu imitieren. Werden Hirnregionen mit Spiegeleigenschaften geschädigt, können die Betroffenen Bewegungen schlechter identifizieren als Menschen ohne solche Verletzungen, wie 2014 ein Team um Cosimo Urgesi von der italienischen Universität Udine in einer studienübergreifenden Analyse von 361 Patienten herausfand. So fällt es ihnen etwa schwerer, menschliche Bewegungsmuster aus sich bewegenden Punkten herauszulesen. Zudem haben Probanden Probleme damit, Fingerbewegungen zu imitieren, wenn ihr Gyrus frontalis inferior durch magnetische Impulse gehemmt wird, wie Marc Heiser 2003 gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern von der University of California, Los Angeles, belegte.

Diese Ergebnisse bestätigte eine Forschungsgruppe um Ellen Binder von der Universität Köln. Sie wies 2017 nach, dass Menschen mit Schäden in Hirnregionen, in denen sich Spiegelneurone befinden, schlechter im Nachahmen von Handlungen sind als Personen ohne Verletzungen in den entsprechenden Bereichen. »Ich glaube, es gibt ausreichend Hinweise darauf, dass Gehirnregionen mit Spiegelneuronen beteiligt sind, wenn wir etwas nachahmen oder Bewegungen erkennen«, sagt Catmur.

2. Spiegelneurone sind die Grundlage für die »Theory of Mind«

Doch diese Zellen hätten wohl kaum ihren Bekanntheitsgrad erreicht, wenn sie ausschließlich mit dem Kopieren von Bewegungen in Verbindung gebracht worden wären. Die Idee, dass im Gehirn Neurone auf die Gebärden anderer reagieren, lädt dazu ein, größer zu denken. Spiegeln sie dann vielleicht auch innere Zustände? Sind sie möglicherweise sogar der Grund, warum wir eine Ahnung davon haben, was in den Köpfen anderer vor sich geht?

Fachleute sprechen bei dieser Fähigkeit von der »Theory of Mind«. Schon 1998 veröffentlichte Vittorio Gallese, der Teil der Entdeckergruppe um Rizzolatti war, zusammen mit dem amerikanischen Philosophen Alvin Goldman einen Aufsatz über die Rolle der Spiegelneurone in der »Theory of Mind«. In den folgenden Jahren versuchten Forschende in Experimenten zu zeigen, dass die Nervenzellen nicht bloß auf fremde Handlungen reagieren, sondern auch die dahinterliegende Absicht des Gegenübers erkennen.


© Yousun Koh, nach Molenberghs, P. et al.: Brain regions with mirror properties: A meta-analysis of 125 human fMRI studies. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 36, 2012, fig. 6 (Ausschnitt)

Das Spiegelsystem im Gehirn | Diese Regionen (beschränkt auf die Hirnoberfläche) wurden in mehreren Studien mit Spiegeleigenschaften in Verbindung gebracht. In Rot: Areale, in denen Pascal Mohlenberghs und seine Kollegen 2012 in einer zusammenfassenden Analyse von 125 fMRT-Studien Spiegeleigenschaften nachgewiesen haben. In Grün: Zu sehen ist eine der Regionen, in denen Roy Mukamel 2010 erstmalig Spiegelneurone mittels Zellableitungen beim Menschen gefunden hat. In Blau: Im Broca-Areal (F5 bei Makaken) hat Giacomo Rizzolatti 1992 die besonderen Nervenzellen entdeckt.
 

In einer viel beachteten Neurostimulationsstudie von 2014 spielten Kognitionswissenschaftler um John Michael, der mittlerweile an der Central European University in Budapest forscht, Versuchspersonen Videos von Pantomimen vor. Die Probanden sollten aus einer Reihe von Bildern jenes auswählen, welches am besten zu der dargestellten Handbewegung passte (etwa eine Gießkanne). Dafür mussten sie die Handlung richtig erkennen. In einer anderen Bedingung war es zusätzlich wichtig, den Kontext zu beachten, in dem die Handbewegung ausgeführt wurde. So kann eine Geste des Ausgießens im Garten bedeuten, dass man die Pflanzen wässert. Am Essenstisch hingegen schüttet man wohl eher Tee in eine Tasse. Um den korrekten Gegenstand, also entweder Gieß- oder Teekanne, auszuwählen, war es laut den Forschern nicht nur notwendig, die Handlung zu identifizieren, die Versuchspersonen mussten zudem die dahinterliegende Absicht richtig deuten können.

Als das Team den prämotorischen Kortex der Teilnehmenden mit magnetischen Signalen hemmte, schnitten diese in beiden Aufgaben schlechter ab. Für Catmur ist das Experiment kein Beweis dafür, dass Spiegelneurone mentale Zustände wie eine Handlungsabsicht codieren. Die Ergebnisse ließen sich erklären, wenn die Nervenzellen bloß auf die rein äußerliche Handlung ansprechen. Michael stimmt der Kritik zu: »Das ist möglich. Das Experiment veranschaulicht aber auch, dass das Erkennen von Bewegungen durchaus Teil des Verstehens von Absichten sein kann.«

Eine andere Herangehensweise wählten 2014 Robert Spunt und Ralph Adolphs vom California Institute of Technology. Um die Identifikation von Bewegungen und das Verstehen der Absicht dahinter zu entkoppeln, sollten ihre Probanden entweder angeben, wie andere Personen eine bestimmte Handlung durchführen (»Hebt die Person jemanden hoch?«) oder warum sie sie ausüben (»Hilft die Person jemandem?«). Die Forscher verwendeten für beide Fragen dasselbe Foto. Wenn sie also Unterschiede zwischen beiden Bedingungen beobachteten, konnten sie sicher sein, dass diese nicht auf einer unterschiedlichen Verarbeitung der Bilder beruhten. Die Hirnregionen mit Spiegelneuronen zeigten in der »Wie«-Bedingung stärkere Aktivitäten. Während der »Warum«-Aufgabe feuerten hingegen vor allem Nervenzellen in Bereichen der präfrontalen Hirnrinde, die Neurowissenschaftler auch schon vorher mit Theory-of-Mind-Prozessen assoziiert hatten. Der Befund spricht somit gegen die Beteiligung der Spiegelneurone an der Theory of Mind.

»Spiegelneurone helfen uns dabei, herauszufinden, was eine andere Person gerade macht, aber nicht, warum sie das tut«( Caroline Catmur, Psychologin)

Im Unterschied zu Spunt und Adolphs hatte John Michael die Hirnaktivität der Teilnehmenden direkt mittels Magnetimpulsen beeinflusst. Solche »disruptiven« Studien sind im Allgemeinen überzeugender, weil man damit zeigen kann, dass eine Region wirklich notwendig und nicht einfach nur während einer Aufgabe aktiv ist. Dennoch findet die britische Psychologin Catmur: »Die Forschung der letzten Jahre zeigt, dass Spiegelneurone uns dabei helfen, herauszufinden, was eine andere Person gerade macht, aber nicht, warum sie das tut.« Allerdings gibt Michael zu bedenken: »Vieles hängt auch davon ab, was das bedeutet: Absichten zu verstehen. Darüber gibt es bis heute keinen klaren Konsens.«

3. Spiegelneurone sind die Wiege unserer Sprache

1998 stellten Rizzolatti und der englische Neurowissenschaftler und Informatiker Michael Arbib die These auf, die menschliche Sprache sei vor allem durch das Zutun von Spiegelneuronen entstanden. Der Gedanke ist naheliegend: Die italienische Forschergruppe entdeckte die Nervenzellen erstmals in der Area F5 im Motorkortex der Affen. Beim Menschen heißt diese Region »Broca-Areal« und bildet eine der Hauptkomponenten des Sprachnetzwerks. Zudem entladen sich die Neurone, wenn man etwa die Arme bewegt oder anderen dabei zuschaut; da erscheint es durchaus plausibel, dass sie für die Kommunikation über Gesten wichtig sind. Von dort ist es zumindest theoretisch kein weiter Weg zur Entstehung von Sprache.

Ein Team um Stephen Wilson von der Vanderbilt University in Nashville untermauerte diese Theorie 2004 mit Daten aus dem Hirnscanner. Im MRT sollten Versuchspersonen einzelnen Silben entweder lauschen oder sie nachsprechen. In beiden Bedingungen wurden Teile der motorischen Hirnrinde mit Spiegeleigenschaften aktiv. Verstehen wir also Sprache, indem Spiegelneurone im Motorkortex die Laute unseres Gegenübers nachahmen? Es gibt zahlreiche Befunde, die gegen diese Vermutung sprechen. Schon 1978 fand eine Arbeitsgruppe um Jay Mohr, der heute an der Columbia University in New York forscht, heraus: Menschen, die auf Grund von Schädigungen im Broca-Areal nicht richtig sprechen können, sind trotzdem in der Lage, Wörter und Sätze genau zu verstehen.

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»Es ist hilfreich, zwischen Sprechakten und Sprache zu unterscheiden«, sagt Catmur. »Sprache ist sehr vielseitig, man kann auch über Gebärdensprache oder Schriftwechsel miteinander kommunizieren, dafür sind verbale Laute überhaupt nicht notwendig.« Trotzdem glaubt sie, dass Spiegelneurone eine Funktion beim Verstehen von Sprechakten übernehmen. Neueren Studien zufolge könnten sie vor allem dann wichtig sein, wenn etwas schwer zu verstehen ist, zum Beispiel bei verzerrten Lauten oder in störenden Geräuschkulissen: »Wir alle wissen mittlerweile, dass es schwerer ist, jemanden zu verstehen, der eine Schutzmaske trägt. Das liegt zum einen daran, dass unsere Stimmen dumpfer werden, und zum anderen daran, dass uns visuelle Reize fehlen, die unser motorisches System sonst nutzt.«

Für diese Theorie sprechen auch die Ergebnisse der Neurowissenschaftlerin Helen Nuttall. 2018 untersuchte sie mit Kollegen und Kolleginnen vom University College London, wie sich die Stimulation des motorischen Kortex auf das Sprachverständnis auswirkt. Mittels magnetischer Impulse hemmten sie bei Freiwilligen jeweils 20 Sekunden lang die Regionen mit Spiegeleigenschaften. Anschließend brauchten die Versuchspersonen länger, verzerrte Silben zu verstehen. Waren die Silben nicht verzerrt, unterschied sich die Reaktionszeit hingegen nicht. Catmur vermutet, dass das Gehirn in solchen Fällen das eigene Motorsystem ansteuert, um eine Prognose über das gerade Vernommene zu treffen, und diese mit den gehörten Lauten abgleicht. Selbst wenn Spiegelneurone wohl wichtig sind, wenn wir miteinander kommunizieren, unerlässlich seien sie nicht. »Die große Behauptung, dass Spiegelneurone für die Entstehung unserer Sprache verantwortlich sind, wurde mit den Jahren schrittweise kleiner«, sagt Catmur.

4. Spiegelneurone machen uns empathisch

»Der eigentlich große und interessante Schritt war unsere Entdeckung, dass der Spiegelmechanismus nicht nur bei Handlungen, sondern auch bei Emotionen wirkt«, schwärmt Rizzolatti. Zahlreiche Studien belegen: Es gibt Nervenzellen im menschlichen Gehirn, die sowohl beim Beobachten wie beim Erleben desselben Gefühls aktiv sind. Fausto Caruana aus Rizzolattis Forschungsgruppe bestätigte das 2020 erneut. Zusammen mit Neurochirurgen aus Mailand untersuchte er Zellen im zingulären Kortex. Diese Region liegt auf dem Balken, der beide Hemisphären miteinander verbindet und nicht zu den klassischen Spiegelregionen gehört.

Als das Forschungsteam einzelne Neurone von Epilepsiepatienten stimulierte, fingen diese plötzlich an zu lachen. Die Zellen feuerten auch dann, wenn Caruana den Probanden Videoaufnahmen von lachenden Menschen vorspielte – sie spiegelten somit die Freude der anderen. »Das ist extrem interessant, weil es uns zeigt, wie Empathie entsteht«, sagt Rizzolatti. »Nämlich, wenn sich die Gefühlszustände von zwei Menschen einander angleichen.«

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Spieglein, Spieglein | Makaken spielten bei der Entdeckung der Spiegelneurone eine große Rolle. Rizzolatti und sein Team entdeckten die besonderen Neurone zuerst im Motorkortex der Äffchen.

Doch machen uns Spiegelneurone empathisch, bloß weil sie die Emotionen unserer Mitmenschen nachzeichnen? Catmur ist skeptisch: »Es kommt ganz darauf an, was man unter Empathie versteht. Heißt das einfach nur, Qualen zu leiden, wenn man jemanden sieht, der sich vor Schmerzen krümmt? Oder braucht es auch eine mitfühlende Antwort? Dann wäre es etwa empathisch, dem leidenden Menschen zu helfen.«

Soukayna Bekkali und andere Wissenschaftler der Deakin University in Melbourne sehen das ähnlich. Laut ihrer Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2021 setzen Forscher in den meisten Studien zu dem Thema ein zu einfaches Empathieverständnis voraus. Das australische Team argumentiert, Empathie gehe über das bloße Imitieren von emotionalen Verhaltensweisen hinaus. Womöglich sind die Neurone im zingulären Kortex tatsächlich wichtig für die Entstehung von Empathie. Pauschale Behauptungen wie »Spiegelneurone machen uns empathisch« sind jedoch zu vereinfachend und vernachlässigen, dass etwas so Komplexes wie Mitgefühl durch das Zusammenspiel mehrerer Hirnregionen entsteht. Insgesamt sei die Studienlage aber zu dünn, um ein abschließendes Urteil zu fällen. 

5. Ein »zerbrochener Spiegel« ist die Ursache von Autismus

Viele Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen sind der Meinung, Spiegelneurone seien vor allem bei sozialen Interaktionen gefragt. Daher rührt auch die Hypothese des »zerbrochenen Spiegels« von Lindsay Oberman und Vilayanur Ramachandran. Nach deren Einschätzung ist das »Spiegelsystem« von Autisten gestört, was erklären soll, warum sie gerade in zwischenmenschlichen Situationen Schwierigkeiten haben.

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Zwar gibt es Hinweise darauf, dass Menschen mit Autismus Handlungen schlechter imitieren können. Jedoch stellte Antonia Hamilton vom University College London 2013 in einer Begutachtung von 25 neurowissenschaftlichen Studien fest, dass es vor allem sozial komplexere Handlungen sind, die Autisten nicht so gut nachahmen können. Wenn es zum Beispiel um einfache Handbewegungen geht, die nicht emotional behaftet sind, imitieren Autisten diese mindestens genauso gut wie neurotypische Menschen. Manche Hirnregionen mit Spiegelneuronen sind dabei sogar stärker aktiv als bei Nichtautisten. Zu dem Ergebnis kamen die australischen Forscherinnen Jie Yang und Jessica Hofmann 2016 ebenfalls in einer Übersichtsarbeit.

»Autisten wissen nicht immer, wann sie etwas imitieren oder was sie nachahmen sollen. Doch dafür sind weniger defekte Spiegelneurone verantwortlich als vielmehr Entscheidungssysteme im präfrontalen Kortex«, sagt Hamilton. Die Psychologin schreibt dem Spiegelsystem eine spezifischere Aufgabe zu: »Es ermöglicht Menschen, die Handlungen anderer zu sehen, auf diese Handlungen zu reagieren und sie zu imitieren. Aber eben nur durch die Zusammenarbeit mit anderen Gehirnsystemen wie dem präfrontalen Kortex.

Blick in den Rückspiegel

2021 veröffentlichte Caroline Catmur gemeinsam mit Cecilia Heyes von der University of Oxford ein Resümee über das in den letzten 30 Jahren gesammelte Wissen zu den Spiegelneuronen. Das Fazit der britischen Expertinnen klingt ernüchternd: Die geheimnisumwitterten Nervenzellen können uns demnach dabei helfen, zu verstehen, wie wir Bewegungen erkennen und imitieren. Außerdem trügen sie zu bestimmten Aspekten des Sprachverständnisses bei. Zu ihrer Rolle bei der Entstehung von Empathie und der Theory of Mind äußern sich die Forscherinnen eher verhalten.

Warum diskutieren Fachleute nach Jahrzehnten Forschung immer noch so kontrovers über die Rolle der Spiegelneurone? Vielleicht liegt ein Problem gerade in der sehr eingängigen Bezeichnung: »Allein der Name suggeriert schon eine bestimmte Sichtweise auf die Funktion von Spiegelneuronen«, sagt John Michael, dessen Pantomimenstudie oft als ein Beweis dafür herangezogen wird, dass die Zellen die Theory of Mind ermöglichen. Catmur ergänzt: »Selbst, wenn jemand noch nie etwas über die Forschung gehört hat, wird er wahrscheinlich denken, Spiegelneurone hätten etwas mit Empathie zu tun. Und ich glaube, das ist ein Problem.«

»Wir erleben gerade eine regelrechte Renaissance des Spiegelsystems in der Neurologie« (Giacomo Rizzolatti, Neurophysiologe)

Zudem verschwamm in der anfänglichen Studienflut immer mehr, welche Nervenzellen nun eigentlich mit Spiegelneuronen gemeint sind. Für Catmur sind das ausschließlich die ursprünglich in den motorischen Bereichen des Gehirns entdeckten Neurone. Allerdings fand man ähnliche Eigenschaften auch in anderen Regionen. Etwa die Zellen im zingulären Kortex, deren Stimulation unfreiwilliges Lachen auslöst. Deshalb spricht Rizzolatti von einem »Spiegel-Mechanismus«. Solche Uneinigkeiten führten laut Michael dazu, dass das Forschungsinteresse abnahm: »Die Debatte wurde unproduktiv, weil sich Menschen auf allen Seiten nicht verstanden. Anstatt Energie für terminologische Streitereien zu verschwenden, verwendeten die Forscher kurzerhand lieber andere Begriffe oder sprechen nur von ›motorischen Neuronen‹.«

Diese Einschätzung erweckt den Eindruck, die Spiegelneurone seien zum Opfer ihres eigenen Ruhms geworden. Doch selbst da sind sich die Experten nicht einig. »Wir erleben gerade eine regelrechte Renaissance des Spiegelsystems in der Neurologie«, entgegnet Rizzolatti. Er ist davon überzeugt, dass Spiegelneurone auch in der Rehabilitation eine besondere Rolle spielen. 2021 widmete er sich in einem Fachartikel dem »action observation treatment«, also der Behandlung von Bewegungseinschränkungen durch die reine Beobachtung ebendieser Abläufe. Es wird somit nicht langweilig um die vermutlich bekanntesten Nervenzellen. Und wir fragen uns weiter: »Spieglein, Spieglein nah der Stirn, was macht ihr bloß in meinem Gehirn?«

 

Nota. - Wenn Sie mein Blog verfolgen, wissen Sie schon, was ich hervorheben will: dass es nämlich Hand lungen sind, die spiegelnd verstanden werden. Das leisten Sinnesreize. Das Verstehen der dahinterliegenden Absicht bedarf dagegen schon des reflektierenden Beitrags anderer Areale, der aus den beobachteten Bewgungen ein Bild macht. Anders gesagt: Was als Input gefühlt wird, wird im Output bestimmt.

Ansonsten ist der Ertrag: Die sogenannten Spiegelneurone gibt es wirklich. Sie sind nur nicht die Wundertüten, als die sie anfangs ausgegeben wurden. Was sie leisten, ist prosaisch, aber immens: das innerliche "nach-Vollziehen" einer wahrgenommenen Handlung; und nicht anders kann ich an ihr "Anteil nehmen", nicht anders können Menschen gesellschaft-lich miteinander verkehren.
JE

Wie kam der Mensch zum Reflektieren?

  Jusepe Ribera, St. Peter                                                         aus Jochen Ebmeiers Realien
aus derStandard, 17. 5. 2019

... In Brasilien zeichnete das Team um Melissa Berthet die Laute von Titi-Affen (Springaffen) auf, nachdem die Wissenschafter ein ausgestopftes Raubtier – einen Raubvogel oder eine Raubkatze – am Boden oder im Blätterdach in unmittelbarer Nähe der Gruppe platziert hatten. Später spielten sie der Gruppe die aufgezeich- neten Laute wieder vor, um die Reaktionen der Affen zu beobachten. Demnach konnten die Tiere durch die Laute Informationen über den Typ des Raubtiers und seinen Standort vermitteln, schienen dabei jedoch keine Kategorisierung zu verwenden, wie es beim Mensch der Fall ist.

"Wir neigen dazu, die Ereignisse, die uns umgeben, in Kategorien einzuteilen, auch wenn die Unterschei- dung zwischen diesen Kategorien tatsächlich unklar ist", sagte Berthet. "Zum Beispiel bilden die Farben eines Regenbogens ein Kontinuum, aber Menschen bevorzugen es, über sieben Farbbänder zu sprechen", so die Forscherin.

In ähnlicher Weise würden Menschen in der den Affen präsentierten Situation dazu neigen, vier Kategorien zu unterscheiden: bodenlebendes Raubtier am Boden, Flug-Raubtier am Boden, bodenlebendes Raubtier im Blätterdach, Flug-Raubtier im Blätterdach.

Nicht so bei den Affen: Sie stellen diese vier Situationen als Kontinuum dar, und zwar durch Lautfolgen aus Kombinationen von Schreipaaren, die aus Schrei A und/oder Schrei B bestehen können. Je weniger Kombi- nationen von zwei B-Schreien in der Lautfolge vorhanden sind, desto mehr schauen die zuhörenden Affen in die Luft, um dort nach einem Raubtier zu suchen. Aber sobald die Anzahl der Kombination mit zwei B-Schreien zunimmt, schauen die Affen eher zum Boden. Diese als probabilistisch bezeichnete Informati- onsübermittlung wurde bisher bei keiner anderen Tierart beschrieben. ...
 

mein Kommentar:

Die Auffassung der Erscheinungen der Welt als eindeutig zu Unterscheidende nennen wir die digitale, die Auffas- sung der Erscheinungen als gleitendes Kontinuum nennen wir eine analoge. Um die digitale Wahrnehmung so wiederzugeben, dass ein Anderer sie identifizieren kann, braucht man ein unmissverständliches Zeichen, ein digit, am besten ein - Wort. Eine analoge Wiedergabe bedarf eines kontinuierlichen Signalsystems.

Was war eher da - die digitale Wahrnehmungsweise des Menschen oder seine sprachliche Mitteilungsweise? Ich wage mal eine Spekulation: Es war die Wiedergabe durch spezifische Wortzeichen, die durch Äonen das unser Bewusstsein geprägt, nämlich überhaupt erst möglich gemacht hat, und diese Bewusstseinsverfassung hat ihrer- seits unsere Wahrnehmung geprägt.

Und siehe da: Eine 'vernünftige' Weltanschauung, und darunter verstehen wir seit gut 200 Jahren eine, die die Phänomene einander als Ursachen und Wirkungen zuordnet, ist nur bei einer digitalen Unterscheidung der Wahrnehmungen möglich: Eine Erscheinung muss als diese Eine spezifiziert worden sein, um ihr 'diese eine' Ur- sache zuschreiben zu können. Wessen Wahrnehmung aus ineinander übergehenden Bildern besteht, muss sich mit erfahrungsmäßiger Wahrscheinlichkeit bescheiden.

Merke: Die Unterscheidung nach Ursache und Wirkung ist reflexiv, sie schaut sich um: 'Da' ist die Erscheinung, die Ursache muss als hinter ihr verborgen angenommen werden - als schon geschehene, und durch sie ist sie bestimmt. Der probabilistische Blick in die Welt sieht nach vorne, er erwartet etwas; doch das Etwas ist analog, nur ungefähr, noch unbestimmt.
JE 

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Nachtrag.

Das könnte zu einem Aha-Erlebnis der Anthropologie werden. Die Hirnforscher stehen ratlos vor der Tatsache der Reflexion. Wir denken nicht nur dieses und jenes, sondern wir denken uns, wir denken, dass wir denken, wir denken Dieses als ein Anderes. Aus ihren bildgebenden Verfahren können sie weder ersehen, wo, noch wie das geschieht. Sie können sich vor allem nicht vorstellen, was es ist.
 
Überliefert war die Auffassung, dass es für jede spezifische Leistung des Erkenntnisapparats eine spezialisierte Region im Gehirn gäbe, die für sie und sonst nichts zuständig wäre. Die schematische Unterscheidung zwischen Broca- und Wernicke-Zentrum ist wohl inzwischen von der Vorstellung zweier spezifischer neuronaler Verbün- de ersetzt, die zwar um einern Schwerpunkt herum gruppiert, aber über einen größeren Raum verteilt sind. Es sind dynamische Verbünde zwischen vielen einzelnen Neuronen; das macht sie so plastisch.

Und es bleibt dabei: Nur wir Menschen verfügen darüber, die Tiere nicht.

Man stellt sich leicht vor, wie nach dem zuerst entwickelten 'technischen' Broca-Areal sich stetig das 'semanti- sche' Wernicke-Areal ausgebildet hat: Die Struktur folgte der peiristischen Funktion. Kaum vorstellbar ist hin- gegen, die Struktur sei durch ein oder zwei plötzliche Mutationssprünge fix und fertig entstanden und habe die Individuen veranlasst, sie in Funktion zu nehmen.

Dass das begriffliche und eo ipso reflektierende Denken immanent aus der Evolution des Gehirngewebes ent- sprungen sei, ist aber nur unter letzterer Hypothese vorstellbar. Begreifen heißt: ein Phänomen so weit eingren- zen und fest-stellen, dass es mit einem anderen Phänomen nicht mehr verwechselbar ist. Eingrenzen lassen sich die Phänomene allerdings nicht durch ihre sinnlichen Qualitäten: Die gehen stetig ineinander über, wie die Farben des Regenbogens. Um sie immerhin grob unterscheiden zu können, muss man sie unter übersinnliche Bedeutungen fassen: namentlich unter die Zwecke, zu denen man sie brauchen wollen kann.

Wird auf den Unterschied gemerkt, entsteht im sinnlichen Kontinuum ein semantischer Bruch. Der schreit gera- dezu nach dem Beachtetwerden, und aus dem Wahrnehmen eines Unterschieds wird die Bedeutung eines Gegen- satzes. Und das ist Reflexion. Denn der Gegensatz stellt sie Dinge so dar, als ob sie gegeneinander tätig würden. Die aus festgestellten Begriffe starr gefügte Welt wird dynamisiert.

Nicht aus der veränderten Struktur des Hirngewebes wäre die Funktion des Sprechens entstanden, sondern mit der sich ausbildenden Sprachfunktion wäre eine Veränderung der Gewebestruktur einhergegangen.

Das ist ein Modell; wie gut es sich zu einer empirisch überprüfbaren theoretischen Hyposthese entwicklen lässt, können nur Fachleute beurteilen. Es würde immerhin einige offene Fragen klären und sollte daher versucht werden, meine ich.

19. 5. 19