Gedankenlesen

12.12.2007

Pionierarbeit der Hirnforschung

Hirnforscher möchten das Subjektivste des Menschen erschließen, seine Bewusstseins- und Gedankenwelt – Wie weit kommen sie dabei?

Wie durch das Feuern von 100 Milliarden Nervenzellen im Gehirn bewusste Erlebnisse entstehen, gilt als eines der größten ungelösten Rätsel der Wissenschaft. Auch wenn sich die Erfolge der Forscher in diesem sensiblen Bereich häufen, man denke an verborgene Absichten oder – normale und krankhafte – sexuelle Orientierung einer Versuchsperson, klafft noch eine große Lücke zwischen der neurowissenschaftlichen Theorie und der Erlebnisrealität. So bleibt die gedankliche Privatssphäre zwar vorerst gewahrt, doch betreffen die vorläufigen Ergebnisse schon heute die Gesellschaft. Denn während sich Hirnforscher noch an der Komplexität des Gehirns die Zähne ausbeißen, versuchen pfiffige Geschäftsleute bereits, sie als marktreife Anwendungen zu verkaufen, wie es das Beispiel der Lügendetektion mit dem Hirnscanner deutlich macht.

"Gedankenlesen" – dieser Begriff blieb lange Zeit Magiern, Esoterikern und der Fantasy-Literatur vorbehalten. Allenfalls in der Parapsychologie hat man sich der Untersuchung gewidmet, ob manche Menschen über außergewöhnliche Fähigkeiten verfügen. Bislang gelten paranormale Phänomene wie das Gedankenlesen im Wortsinn, Gedankenübertragung oder auch Telekinese allerdings noch nicht als wissenschaftlich belegt. Seit wenigen Jahrzehnten verwenden Naturwissenschaftler "Gedankenlesen" in einem harmloseren Sinn: Welchen Fähigkeiten besitzen wir von Natur aus, um Aufschluss über die Gefühle, Gedanken und Absichten eines anderen Menschen zu erhalten? Was man im Alltag als Intuition und Einfühlungsvermögen bezeichnen mag, wird dann als Empathiefähigkeit oder auch als mind reading, also Gedankenlesen, psychologisch und neurobiologisch untersucht.

Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass besonders die Hirnstrukturen im mittleren und vorderen Stirnlappen für diese Aufgabe erforderlich sind. Diese findet man nicht nur bei einer Reihe anderer sozialer Aufgaben stärker aktiviert, wie dem moralischen Urteilen oder selbstbezogenen Bewertungen, sondern sie fallen auch im Hinblick auf unsere Stammesgeschichte auf: Im Vergleich zu anderen Säugetieren, selbst den nichtmenschlichen Primaten, unseren nächsten Verwandten im Tierreich, ist im menschlichen Gehirn nämlich vor allem der Stirnlappen wesentlich stärker ausgeprägt. Manche Theorien bringen dieses größere Volumen mit der kulturellen Explosion während der Jungsteinzeit (ca. 40.000 bis 10.000 v. Chr.) in Verbindung, in die man auch die Entstehung des homo sapiens einordnet. Umgekehrt gibt es heute neurobiologische Erklärungen, die Defizite in der sozialen Kognition, beispielsweise bei autistisch Erkrankten, mit neuronalen Veränderungen im Stirnlappen verbinden.

Mit Bildern das Gehirn verstehen

Wenn sich nun Hirnforscher anschicken, das Gedankenlesen mit dem Hirnscanner durchzuführen, dann konkurrieren sie also mit unseren natürlichen Fähigkeiten. Allen voran die Verfahren der bildgebenden Neurowissenschaft wie die Magnetresonanztomographie (MRT) wurden in den letzten Jahren dafür verwendet, die gedanklichen Prozesse des Menschen zu untersuchen. Der große Vorteil der MRT ist, dass man mit ihr das gesamte Gehirn in einer vertretbaren räumlichen und zeitlichen Auflösung untersuchen kann, ohne störend darin einzugreifen. Zwar sind die dreidimensionalen Datenpunkte, Voxel genannt, in Größe von 3 x 3 x 3 Kubikmillimetern, die man beispielsweise alle zwei Sekunden misst, in Sachen Hirnaktivität relativ grobkörnig. Doch steht die gegenwärtige Forschung noch vor dem Problem, an einer anderen Stelle zu verlieren, wenn man beispielsweise die räumliche oder zeitliche Auflösung verbessern möchte. Zumindest beim heutigen dem Stand der Technik scheint es also so etwas wie eine "Unschärferelation" des Gehirns zu geben: Willst du eine Größe besonders gut ermitteln, musst du bei einer anderen Einschränkungen in Kauf nehmen.

Ein Magnetresonanztomograph der neuesten Generation. Mithilfe der fernsteuerbaren Liege lässt sich millimetergenau bestimmen, welcher Körperteil untersucht werden soll. Im Inneren der Röhre ist das Magnetfeld bei einem 3T-Scanner 60.000-mal so stark wie das der Erde. Quelle: Siemens Medical

Das hält die kognitiven Neurowissenschaftler aber nicht davon ab, ihre Versuchspersonen bei förmlich jeder vorstellbaren Aufgabe in der Röhre zu untersuchen, die so ein MRT-Gerät hat. Da kann es beispielsweise um ganz grundlegende Wahrnehmungsprozesse gehen, wie Bewegung auf einem Computerbildschirm zu verfolgen, oder auch um ganz komplexe Gedankenvorgänge, wie die soziale Interaktion mit virtuellen und echten Spielpartnern. Die implizite Annahme dabei ist, dass mit diesen unterschiedlichen gedanklichen Prozessen auch unterschiedliche neuronale Aktivierungen einhergehen müssen. Welche genau, das verrät uns der Hirnscanner – oder eben auch nicht, wenn das Experiment nicht glückt. Denn nicht nur auf der psychischen, sondern schon auf der physikalischen und neurobiologischen Ebene stehen die Forscher vor besonderen Herausforderungen. Die Unterschiede, die man im Gehirn misst, sind nämlich nicht nur klein, meistens weniger als ein Prozent des Grundzustandes, sondern auch noch stark verrauscht. Den systematischen Änderungen, die man mit seinem Experiment misst, kommen nämlich unsystematische, scheinbar zufällige Signaländerungen dazwischen.

Diese Einschränkungen haben die Hirnforscher aber nicht daran gehindert, den Spieß irgendwann umzudrehen: Anstatt seiner Versuchsperson eine Aufgabe zu geben und zu schauen, was sich in ihrem Gehirn verändert, wird inzwischen häufiger auf die Veränderungen im Gehirn geschaut, um dann zu bestimmen, was die Versuchsperson gerade sieht, hört oder denkt – die Idee des neurowissenschaftlichen "Gedankenlesens" war geboren. Das Projekt der Hirnkartierung, das die Forscher nun schon seit gut 50 Jahren beschäftigt und der ersten der beiden geschilderten Logiken folgt, ist zwar bei weitem noch nicht erfolgreich abgeschlossen, stößt aber schon an Verständnisgrenzen: Einerseits ist das gesamte Gehirn bei allen Aufgaben aktiv, nur an manchen Orten etwas stärker als an anderen; andererseits sind auch die Orte, die man findet, keinesfalls so spezifisch, wie man es sich wünscht. Anfangs haben Ergebnisse wie "Gesichtsareal entdeckt" oder auch "Entscheidungsnetzwerk im Gehirn gefunden" der Forschung einen immensen Aufwind verschafft. Ernüchterung trat jedoch ein, als Kollegen bei anderen Aufgaben ebenfalls Aktivierungen in den vorher für speziell gehaltenen Bereichen fanden. Das "Gesichtsareal", das man im fusiformen gyrus (deutsch etwa: spindelförmige Furche) entdeckte, ist dabei das Paradebeispiel für die Idee der Modularisierung. Bis heute ist allerdings umstritten, ob es wirklich auf Gesichter spezialisiert ist oder etwa allgemein auf alle visuellen Objekte, mit denen wir besonders vertraut sind und wovon Gesichter nur ein Spezialfall wären.

Gedankenlesen mit dem Hirnscanner

Diese Spezialisierung hat dann auch die ersten Gehversuche im Sinne des neurowissenschaftlichen Gedankenlesens inspiriert. Die Idee ist dabei ganz leicht und folgt der zweiten Logik, die oben angesprochen wurde: Wenn wir wissen, dass das Sehen von Gesichtern immer zu Aktivierungen im fusiformen gyrus führt und das Sehen von Landschaften an einem anderen Ort, könnte man dann nicht anhand der Hirnaktivierung unterscheiden, welche der beiden Möglichkeiten eine Versuchsperson gerade sieht? Dieser Vermutung sind Nancy Kanwisher und Kathleen O'Craven vom Massachusetts Institue of Technology nachgegangen. Erstaunlich an ihrem Experiment war dabei nicht so sehr, dass einem unbeteiligten Dritten die korrekte Unterscheidung mit 85-prozentiger Trefferquote gelang, sondern dass dies auch dann funktionierte, wenn sich die Studienteilnehmer Gesichter oder Landschaften einfach nur vorstellten, anstatt sie auf dem Computerbildschirm zu sehen.

Diese Form des Gedankenlesens ist nicht nur sehr grobkörnig – schließlich konnte man nur sagen, dass ein Gesicht gesehen wurde und nicht, welches –, sondern auch anderweitig eingeschränkt. Setzt die Idee doch voraus, dass sich im Gehirn tatsächlich spezialisierte Module entwickelt haben. Neben dem genannten Gesichtsareal haben Forscher zwar bestimmte Regionen für Landschaften, Bewegung, Sprache und die Körperrepräsentation gefunden, doch sind bei den meisten Aufgaben stets viele und sich überlappende Regionen – Hirnforscher sprechen hier gerne von "Netzwerken" – aktiviert. Entsprechend versucht man daher, mit den neuesten Verfahren, die aus dem Bereich des Maschinenlernens entlehnt sind, die gemessenen Hirndaten zu analysieren. So wie man beispielsweise Gesichts- oder Spracherkennung mit dem PC machen kann, füttern die Neurowissenschaftler dann ihr Messwerte in einen Klassifikationsalgorithmus.

In einer Trainingsphase wird dafür zusätzlich zu den Messdaten auch verraten, welche Bedingung gerade vorliegt – etwa Gesichter oder Landschaften. Anhand bestimmter Charakteristika in den Daten, man spricht dann von einem Muster, das im Idealfall stets wiederkehrt, "lernt" also der Algorithmus, den Daten die korrekte Bedingung zuzuordnen, so wie er in einem anderen Anwendungsfall verschiedenen Fotos die entsprechende Person zuordnet. In der entscheidenden Testphase liegen dann nur noch Messdaten vor und es gilt, die Bedingung aufgrund des zuvor Gelernten zu schätzen. Wurde dafür ein zuverlässiges Muster erkannt, klappt das gut und besser als die Zufallswahrscheinlichkeit. Klappt das nicht gut, dann ist die Trefferquote des Algorithmus nicht besser als würde man das Ergebnis würfeln oder per Münzwurf entscheiden.

Auch in der Verwendung dieser Methoden können die Hirnforscher ihren Ideen wieder freien Lauf lassen: Ob es darum geht, zu bestimmen, welches von zwei möglichen Bildern eine Versuchsperson gerade sieht, welche verborgenen Absichten sie gerade hegt oder auch was ihr alter ego in einer virtuellen Spielewelt, die an die umstrittenen Killerspiele erinnert, gerade für Handlungen durchführt, wurde alles schon anhand der Hirnaktivierung zu bestimmen versucht. Die Ergebnisse liegen dabei zwar noch nicht bei 100 Prozent, sind aber stets deutlich höher als der Zufall. Das heißt, ganz gleich wie sehr das Gehirn den Forschern in Sachen anatomischer Spezialisierung entgegen kommt, mithilfe der neuen Verfahren lassen sich zuverlässige Muster finden, die auf einen bestimmten gedanklichen Prozess hindeuten. Für die Neurowissenschaftler ist das primär deshalb von Interesse, weil man dadurch mehr über die Informationsverarbeitung im Gehirn lernt. Allerdings bleibt es nicht mehr bei der Grundlagenforschung, wenn bestimmte geschäftliche Interessen in den Vordergrund treten. Ein Beispiel dafür liefert die Lügendetektion mit dem Magnetresonanztomographen, die in den USA schon zwei Firmen bewerben – Cephos und No Lie MRI.

Bei einem "Brain Interpretation Wettbewerb" im Jahr 2007 mussten sich die Versuchspersonen im Hirnscanner durch eine 3-D-Welt bewegen. Aus der gemessenen Hirnaktivierung sollten die Forscher bestimmen, zu welchem Zeitpunkt sie was getan haben.

Lügendetektion – Vom Experiment zur Marktreife?

Pate standen für die Geschäftsideen dieser beiden Firmen Andrew Kozel von der University of South Carolina beziehungsweise Daniel Langleben von der University of Pennsylvania, die in der Form von Patenten oder Beraterverträgen beteiligt sind oder – im Falle Langlebens, der sich inzwischen von No Lie MRI distanziert, waren. Beide Forscher sind Pioniere im Bereich der Lügenerkennung mit dem Hirnscanner, wobei Langleben hauptsächlich Studenten seiner Universität untersucht hat, die bestreiten sollten, dass sie eine bestimmte Spielkarte besitzen, während es Kozel mit einem realistischeren Szenario versuchte. Für eine umfangreiche Studie, in der er 60 Personen untersuchte, sollten die Teilnehmer ein gestelltes Verbrechen durchführen, indem sie aus einem Schrank entweder einen Ring oder eine Uhr entwendeten.

Beide Forscher kommen in ihren Experimenten auf eine 80- bis 90-prozentige Trefferquote, was durchaus beachtlich ist, wenn man das mit den Ergebnissen des Polygraphen vergleicht, mit dem sich Psychologen anhand von Blutdruck, Hautleitfähigkeit und anderen körperlichen Maßen schon seit Jahrzehnten in der Lügenerkennung versuchen. Ein Grund zur Jubelstimmung für die Befürworter dieser Technik ist das jedoch noch nicht – schließlich hat man ja keine Versuchspersonen untersucht, die wirklich lügen mussten, für die etwas auf dem Spiel stand. Ob sich diese Experimente auf mutmaßliche Täter übertragen lassen, die ihre Tat womöglich vor sich selbst verbergen – gerade bei Sexualverbrechen keine Seltenheit –, welche die Tat unter Drogen- oder Medikamenteneinfluss begangen haben oder die Gegenmaßnahmen ergreifen, um ihre Hirnaktivierung zu manipulieren, darüber lässt sich bisher nur spekulieren.

Das hindert No Lie MRI allerdings nicht, auf ihrer Internetseite eine ganze Reihe an Anwendungen in Aussicht zu stellen. Dort heißt es beispielsweise, wenn es darum gehe, den richtigen Lebenspartner zu finden, um Vertrauen in zwischenmenschlichen Beziehungen, um die Ehrlichkeit von Angestellten in einer Firma oder gegenüber einem Versicherungsunternehmen sowie um die staatliche Bekämpfung von Korruption, stets sei die MRT ein vielversprechendes Verfahren. Die gegenwärtige Zuverlässigkeit betrage bereits über 90 Prozent und es werde erwartet, dass man diese auf 99 Prozent steigern könne. Außerdem wirbt das Unternehmen auch damit, dass sein Verfahren nicht gegen den Employee Polygraph Protection Act verstoße, ein US-Bundesgesetz, das schon 1988 verabschiedet wurde, um Angestellte und Bewerber davor zu schützen, für ihre Argbeitgeber an Polygraphietests teilzunehmen. Auch wenn die bildgebende Hirnforschung noch nicht weit fortgeschritten war, als der Gesetzestext formuliert wurde, haben die Gesetzgeber doch Weitsicht im Hinblick auf neue Technologien bewiesen. Dort wird nämlich auch jedes Verfahren erfasst, das "zu dem Zweck verwendet wird, eine diagnostische Meinung über die Ehrlichkeit oder Unehrlichkeit eines Individuums zu bilden."

Geht es nach Firmen wie Cephos oder No Lie MRI, dann gehören Hirnscanner bald zum Standardrepertoire von Richtern. Allerdings sind zur Zuverlässigkeit der Verfahren und nicht zuletzt auch ihrer Verfassungsmäßigkeit noch einige Fragen zu klären. Tiefe Einblicke in die Gedankenwelt könnten mit der Menschenwürde unvereinbar sein.

Offensichtlich trifft das auf die MRT zu, wovon auch die meisten Rechtsexperten in den USA ausgehen. Dessen ungeachtet behauptet No Lie MRI auf seiner Internetseite, das Verfahren sei deshalb mit dem US-Gesetz vereinbar, weil es nicht das autonome, wie der Polygraph, sondern das zentrale Nervensystem untersuche (das bedeutet: Gehirn und Rückenmark). Diese Unterscheidung ist im Gesetz jedoch nicht enthalten. Fasst man ins Auge, welche Anwendungen die Firma im Blick hat und mit welchen Methoden sie diese bewirbt, dann kann man die Forderung von Henry Greely, Rechtsprofessor an der Stanford University, gut verstehen: Er plädiert für die Einrichtung einer staatlichen Institution zur Kontrolle und Regulierung der Lügendetektion mit dem Hirnscanner. Angesichts der Datenlage kann man ihm da nur zustimmen, denn Technologien können nicht nur dann problematisch sein, wenn wir wissen, wie sie funktionieren, sondern insbesondere auch dann, wenn wir es nicht genau wissen. Allerdings ist auch davon auszugehen, dass neben Cephos und No Lie MRI eine Reihe anderer mehr oder weniger seriöser Unternehmen oder Regierungsstellen die Verwendbarkeit der MRT zur Lügenkennung, Überwachung oder gar zur Terrorismusbekämpfung erforschen.

Gedankenlesen – Pionierarbeit der Hirnforschung

Wie so oft ergibt sich auch in der Hirnforschung das ambivalente Bild, dass man wissenschaftliche Verfahren zum Nutzen oder Schaden der Gesellschaft verwenden kann. Denkt man an die klinischen Anwendungen zur Heilung psychischer Erkrankungen, den Bewusstseinstest bei schweren Unfallopfern oder auch gedankliche Schreibmaschinen für gelähmte, dann liegt der Nutzen der Grundlagenforschung auf der Hand. Denkt man daran, dass man verborgene Absichten, die sexuelle Orientierung von Versuchspersonen oder den Wahrheitsgehalt von Aussagen untersuchen kann, dann ist allerdings Vorsicht angebracht. Nicht zuletzt das aggressive Marketing von No Lie MRI liefert Grund zur Sorge. Die Firma plant übrigens gerade, auch in den europäischen Markt einzusteigen und will sein Verfahren demnächst in der Schweiz vorstellen. Das führt die gesellschaftliche Relevanz der Forschung deutlich vor Augen. Dabei ist das Rennen, ob wir nicht von Natur aus die besseren Gedankenleser sind als die Hirnscanner, noch lange nicht entschieden.

In der Telepolis-Buchreihe ist gerade das Buch "Gedankenlesen – Pionierarbeit der Hirnforschung" erschienen, das sich ausführlich mit der Geschichte des Gedankenlesens, den technischen Verfahren, ihren Anwendungen und gesellschaftlichen Implikationen auseinander setzt. Eine Leseprobe sowie ein Interview mit dem Autor gibt es auf der Internetseite zum Buch.

Gedankenlesen
Pionierarbeit der Hirnforschung
mit Vorworten von Thomas Metzinger und John-Dylan Haynes
Heise Verlag, Hannover
ISBN 978-3-936931-48-8
€ 18,- (D) / € 18,60 (A) / SFr 32,-

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