Effiziente Augen und Gehirne

Der Hirnscanner möchte den Redaktionen hitzefrei geben – freut sich aber auch über ein gelungenes Beispiel dafür, wie sehr eine unabhängige Expertenmeinung die Berichterstattung aufwertet.

Veröffentlicht: 10.08.2015

Der Hirnscanner hat es nicht leicht im August. Es ist heiß und eigentlich würde er, statt die Medienberichte aus der Welt der Hirnforschung zu scannen, die Sommertage lieber am Badesee verbringen. Genau dort vermutet er ohnehin einen Großteil der Redaktionen – denn die einschlägigen Portale und Online-​Magazine scheinen in diesen Wochen noch mehr auf Agenturmeldungen zurückzugreifen, als sie es ohnehin schon tun. Betrüblich, findet der Hirnscanner, denn unkommentiert abgedruckte Meldungen vermögen ihn kaum unterm Sonnenschirm hervorzulocken.

Intelligenz im EEG

Die Berichterstattung ist dünn, ein Thema ist dem Hirnscanner trotzdem ins Auge gefallen. Elsbeth Stern, Professorin für Lehr– und Lern-​Forschung an der Eidgenössischen technischen Hochschule, hat gemeinsam mit ihrer Doktorandin Daniela Nussbaumer weitere Beweise dafür gefunden, dass intelligente Gehirne effizienter arbeiten. Je intelligenter ein Mensch ist, desto weniger stark muss er sein Denkorgan beanspruchen, um eine Aufgabe zu lösen. Dank dieser neuralen Effizienz sind die Klugen kognitiv leistungsfähiger als weniger aufgeweckte Menschen, so die Hypothese. Diesen Zusammenhang hatte Stern bereits in Untersuchungen mit Probandengruppen mit deutlich unterschiedlichem IQ beschrieben. Jetzt konnten die Forscherinnen diesen Effekt auch bei Superhirnen versus Hyperhirnen bestätigen.

Aufgegriffen haben das Thema lediglich die österreichische Tageszeitung Der Standard sowie die NZZ – wenn auch nur in Form von wiedergekauten Meldungen der österreichischen und Schweizer Presseagenturen. Etwas mehr erfährt man in einem Beitrag auf der Seite der ETH-​Zürich, der auch Näheres zum Versuchsaufbau erklärt. Die Wissenschaftlerinnen hatten ihre Probanden per IQ-​Test in zwei Gruppen eingeteilt und stellten ihnen dann verschiedene Aufgaben, die das Arbeitsgedächtnis fordern. Gleichzeitig maßen sie die Gehirnaktivität mittels Elektroenzephalogramm. Dabei zeigte sich, dass, zumindest bei mittelschweren Aufgaben, die Gehirne der sehr intelligenten Probanden weniger stark beansprucht wurden als die ihrer Mitstreiter. Im Testergebnis machte sich der Intelligenzunterschied übrigens nicht bemerkbar – beide Gruppen lösten die Aufgaben mit vergleichbarem Erfolg.

Ein interessantes Ergebnis, doch was ist hier neu? Ist die Studie nicht einfach die Variation einer alten Geschichte? Nur dass es sich diesmal statt „dumm“ versus „schlau“ um „klug“ gegen „superklug“ handelt? Hilfreich wäre in diesem Zusammenhang die Einordnung der Ergebnisse durch einen unabhängigen Experten. Hilfreich wäre wahrscheinlich auch, die ganze Geschichte zu erzählen. Die Schweizer Forscherinnen haben nämlich ihre Probanden Aufgaben trainieren lassen, um zu prüfen, ob sich der Trainingseffekt im EEG bemerkbar macht. Tatsächlich stellte sich heraus, dass die Beanspruchung des Gehirns durch Üben tatsächlich sinkt – und zwar bei beiden Gruppen gleichermaßen. Doch sobald die Testpersonen eine unbekannte, wenn auch ähnliche Aufgabe lösen mussten, war der Trainingseffekt dahin.

Auge

Augapfel/Bulbus oculi/eye bulb

Das Auge ist das Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Lichtreizen – von elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten Frequenzbereiches. Das für den Menschen sichtbare Licht liegt im Bereich zwischen 380 und 780 Nanometer.

Intelligenzquotient

Intelligenzquotient (IQ)/-/intelligence quotient

Kenngröße, die das intellektuelle Leistungsvermögen eines Menschen ausdrücken soll. Entsprechende Tests zur Ermittlung der Intelligenz gehen mit dem Konzept einher, dass ein allgemeiner Generalfaktor der Intelligenz existiert, der in der Bevölkerung normal verteilt ist. Die ersten IQ-​Tests wurden Anfang des 20. Jahrhunderts von Alfred Binet entwickelt, der damit das relative Intelligenzalter von Schulkindern bestimmen wollte. Seiner Definition zufolge bezeichnet der IQ den Quotienten aus Intelligenzalter und Lebensalter multipliziert mit 100. Dies ist demnach auch der durchschnittliche IQ eines Menschen. 95 Prozent der Bevölkerung liegen mit ihren IQ-​Werten zwischen 70 und 130. Erreicht jemand einen Wert unter 70, spricht man von Intelligenzminderung, während ein Ergebnis jenseits der 130 als Hochbegabung gilt.

Arbeitsgedächtnis

Arbeitsgedächtnis/-/working memory

Eine Form des Kurzzeitgedächtnisses. Es beinhaltet gerade aufgenommene Informationen und die Gedanken darüber, also Gedächtnisinhalte aus dem Langzeitgedächtnis, die mit den neuen Informationen in Verbindung gebracht werden. Das Konzept beinhaltet nach Alan Baddeley eine zentrale Exekutive, eine phonologische Schleife und ein visuell-​räumliches Notizbuch.

EEG

Elektroencephalogramm/-/electroencephalography

Bei dem Elektroencephalogramm, kurz EEG handelt es sich um eine Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns (Hirnströme). Die Hirnströme werden an der Kopfoberfläche oder mittels implantierter Elektroden im Gehirn selbst gemessen. Die Zeitauflösung liegt im Millisekundenbereich, die räumliche Auflösung ist hingegen sehr schlecht. Entdecker der elektrischen Hirnwellen bzw. des EEG ist der Neurologe Hans Berger (1873−1941) aus Jena.

Das Beste fehlt

Diesen wichtigen Teil des Experiments lassen Der Standard und die NZZ – respektive die jeweiligen Agenturmeldungen – unerwähnt. Und selbst der ETH-​Bericht quetscht ihn etwas kryptisch ans Ende des Textes, sodass er ein wenig untergeht. Das ist schade, denn genau diesen Punkt findet der Hirnscanner interessant. Die Arbeitsgruppe um Elsbeth Stern liefert damit nämlich einen wichtigen Hinweis zur Beantwortung einer umstrittenen Frage: Lässt sich das Arbeitsgedächtnis – und damit möglicherweise auch die Intelligenz – trainieren? Die Antwort aus der Schweiz lautet „Nein!“

Und noch etwas stößt dem Hirnscanner auf. Die Studie bestätigt zwar, dass höhere Intelligenz sich in höherer neuraler Effizienz widerspiegelt, messbar als geringere Aktivität im EEG. Doch der Umkehrschluss ist nicht zulässig. Denn tatsächlich sind ein EEG und andere Hirnmessungen nicht präzise genug, um die Intelligenz eines Menschen festzustellen, wie auch alle verfügbaren Texte bemerken. Dafür, so wird Stern zitiert „muss ich einen klassischen Intelligenztest machen.“

Warum also, um alles in der Welt, titelt Der Standard dann trotzdem „Geringe Hirnaktivität verrät höhere Intelligenz“ und die NZZ gar „Intelligenz zeigt sich an Hirnaktivität“? Dieser Widerspruch kann doch nicht von zwei Redaktionen gleichzeitig übersehen werden. Oder dient die Überschrift mittlerweile nur noch dazu, möglichst viele Klicks zu generieren, egal ob sie sinnvoll ist oder nicht?

Arbeitsgedächtnis

Arbeitsgedächtnis/-/working memory

Eine Form des Kurzzeitgedächtnisses. Es beinhaltet gerade aufgenommene Informationen und die Gedanken darüber, also Gedächtnisinhalte aus dem Langzeitgedächtnis, die mit den neuen Informationen in Verbindung gebracht werden. Das Konzept beinhaltet nach Alan Baddeley eine zentrale Exekutive, eine phonologische Schleife und ein visuell-​räumliches Notizbuch.

Intelligenz

Intelligenz/-/intelligence

Sammelbegriff für die kognitive Leistungsfähigkeit des Menschen. Dem britischen Psychologen Charles Spearman zufolge sind kognitive Leistungen, die Menschen auf unterschiedlichen Gebieten erbringen, mit einem Generalfaktor (g-​Faktor) der Intelligenz korreliert. Demnach lasse sich die Intelligenz durch einen einzigen Wert ausdrücken. Hierzu hat u.a. der US-​Amerikaner Howard Gardner ein Gegenkonzept entwickelt, die „Theorie der multiplen Intelligenzen“. Dieser Theorie zufolge entfaltet sich die Intelligenz unabhängig voneinander auf folgenden acht Gebieten: sprachlich-​linguistisch, logisch-​mathematisch, musikalisch-​rhythmisch, bildlich-​räumlich, körperlich-​kinästhetisch, naturalistisch, intrapersonal und interpersonal.

EEG

Elektroencephalogramm/-/electroencephalography

Bei dem Elektroencephalogramm, kurz EEG handelt es sich um eine Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns (Hirnströme). Die Hirnströme werden an der Kopfoberfläche oder mittels implantierter Elektroden im Gehirn selbst gemessen. Die Zeitauflösung liegt im Millisekundenbereich, die räumliche Auflösung ist hingegen sehr schlecht. Entdecker der elektrischen Hirnwellen bzw. des EEG ist der Neurologe Hans Berger (1873−1941) aus Jena.

Pupillenschlitze – Ausrichtung und Einordnung

Ein zweites Thema, das dem Hirnscanner ins Auge gestochen ist, und ihn schon weit positiver stimmt, wird wohl auch ohne verdrehte Überschriften Aufmerksamkeit erregen – zumal es sich mit schönen Bilderstrecken von Tieren koppeln lässt. Wissenschaftler von der University of California in Berkeley wollen aus der Pupillenform von Tieren deren Lebensgewohnheiten ablesen. Meldungen dazu finden sich etwa auf wis​senschaft​.de, Spiegel online , FOCUS-​online oder Süddeusche.de – alle in mehr oder minder ähnlicher Form.

Die Forscher um Martin S. Banks verglichen die Augenformen von mehr als 200 Tierarten und kamen zu dem Schluss, dass Raubtiere häufig senkrecht stehende Pupillenschlitze besitzen, pflanzenfressende Beutetiere dagegen eher waagrechte. Um zu klären, welche Rolle die Ausrichtung der Pupillenschlitze spielen könnte, simulierten die Wissenschaftler am Computer die Sicht aller untersuchten Tierarten durch die jeweilige Pupillenöffnung. So erkannten sie, dass die waagerechten Pupillenformen, ein weites Sichtfeld bieten, horizontale Konturen besonders scharf erkennen lassen und gleichzeitig störendes Licht ausblenden. Das trägt letztlich alles dazu bei, herannahende Jäger früh zu erkennen. Banks beobachtete sogar, dass die Ausrichtung der Schlitze selbst dann bestehen bleibt, wenn sich ein Pflanzenfresser bückt. Die vertikalen Pupillen vieler Jäger dagegen sorgen für Tiefenschärfe und verbessern damit das Gefühl für Distanzen – ein klarer Vorteil bei der Jagd.

Natürlich ist die Erkenntnis, dass Sinnesorgane in ihrer artspezifischen Ausprägung der jeweiligen Lebensweise angepasst sind, nicht wirklich neu. Wie schon bei der Studie zur neuralen Effizienz mag sich der reflektierte Leser daher fragen: Wo bitte ist der News-​Gehalt? Zumindest bei Spiegel-​Online hat man sich diese Frage auch gestellt und sich die Mühe gemacht, einen unabhängigen Experten zu zitieren, um so die Arbeit besser einzuordnen. Dan-​Eric Nilsson von der schwedischen Universität Lund sehe in der Studie eine Ergänzung zu bisherigen Erkenntnissen, liest man da. „Welche Tierarten welche Pupillenformen haben, wissen wir im Grunde schon länger“, sagt der Biologe, der sich auf die Erforschung des Sehens im Tierreich spezialisiert hat. Die Erklärungsansätze von Banks seien aber neu und spannend. Na also, geht doch!

Auge

Augapfel/Bulbus oculi/eye bulb

Das Auge ist das Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Lichtreizen – von elektromagnetischer Strahlung eines bestimmten Frequenzbereiches. Das für den Menschen sichtbare Licht liegt im Bereich zwischen 380 und 780 Nanometer.

Aufmerksamkeit

Aufmerksamkeit/-/attention

Aufmerksamkeit dient uns als Werkzeug, innere und äußere Reize bewusst wahrzunehmen. Dies gelingt uns, indem wir unsere mentalen Ressourcen auf eine begrenzte Anzahl von Bewusstseinsinhalten konzentrieren. Während manche Stimuli automatisch unsere Aufmerksamkeit auf sich ziehen, können wir andere kontrolliert auswählen. Unbewusst verarbeitet das Gehirn immer auch Reize, die gerade nicht im Zentrum unserer Aufmerksamkeit stehen.

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