Wie schafft es ein Chirurg, sich bei einer Operation stundenlang auf einen Patienten zu konzentrieren? Warum haben andere Menschen hingegen Probleme, ein Buch zu beenden oder sich auf die Gedankengänge eines Vortragenden einzulassen? Ist es möglich, seine Aufmerksamkeit so zu trainieren, wie man für einen Marathon üben oder das Geigespiel erlernen kann?
Forscher an mehreren Universitäten in den USA und Europa gehen diesen Fragen derzeit nach. Dabei nutzen sie verbesserte bildgebende Verfahren, bei denen Patienten sich selbst ins Gehirn schauen können. So könnte es in Zukunft möglich sein, Gehirnregionen zu trainieren, die mit Aufmerksamkeit und Konzentrationskraft zu tun haben. Patienten mit dem Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom mit Hyperaktivität (ADHS) könnten die Technik nutzen, um ihren Zustand auch ohne medikamentöse Behandlung zu verbessern.
Die funktionelle Kernspintomografie, kurz fMRT, misst den Blutfluss in bestimmten Bereichen des Gehirns. So können Wissenschaftler indirekt ablesen, wo die Hirnaktivitäten derzeit besonders stark sind. Bisherige fMRT-Verfahren lieferten Datenberge, die erst nach Tagen und Wochen analysiert werden konnten. Dank neuer Algorithmen und schnelleren Rechnern dauert dies inzwischen nur noch Millisekunden. Das bedeutet, dass Ärzte und Forscher das Gehirn in Echtzeit beobachten können – und die Patienten auch.
Bislang wird diese Echtzeit-fMRT vor allem als wissenschaftliches Werkzeug verwendet. Als Feedback-Methode eingesetzt, können Patienten damit aber auch ihre Gehirnaktivität bewusst kontrollieren – oder dies zumindest trainieren. Erste Studien wurden unter anderem von dem Neurowissenschaftler Sean Mackey an der Stanford-Universität durchgeführt. Nun prüfen andere Forscher die Technik auch bei Patienten mit Aufmerksamkeitsstörungen.
Diese können für Betroffene sehr unschön sein. Versucht man beispielsweise, auf einer Party ein Gespräch mit einem Freund zu führen, wird das Gehirn gleichzeitig mit zahlreichen sensorischen Informationen bombardiert – Gläserklirren, andere Gespräche und vieles mehr. Im Idealfall filtert das Gehirn diese unnötigen Informationen einfach heraus, sodass man sich auf die Stimme des Gesprächspartners einlassen kann. Allerdings ist das bei Menschen mit Aufmerksamkeitsstörungen nicht der Fall, wie der Harvard-Neurowissenschaftler Seung-Schik Yoo erklärt.
Menschen mit ADHS hätten Probleme damit, Zusatzgeräusche herauszufiltern und sich auf komplexe Anweisungen oder lange Gespräche zu konzentrieren, sagt er. Yoo und andere seiner Kollegen wollen nun herausfinden, ob Echtzeit-Feedback per fMRT hier helfen kann.
"Wir wissen, welche Bereiche im Gehirn aktiv sind, wenn sich Menschen auf etwas konzentrieren", meint Peter Bandettini, Direktor am fMRT-Labor des US-Nationalinstituts für geistige Gesundheit. "Wäre es nun möglich, sich auf diese Hirnregionen zu fokussieren, könnte man sich selbst dazu bringen, aufmerksam zu bleiben."
Yoos Experimente konzentrieren sich derzeit auf einen Bereich des Gehirns, der mit der Konzentration auf Geräusche zu tun hat. Die Versuchspersonen liegen dabei in einem Kernspintomografen, während sie bestimmte Geräusche abhören. Dabei können sie auf einem Monitor verfolgen, was sich in der untersuchten Hirnregion tut und gleichzeitig versuchen, deren Aktivität bewusst zu erhöhen. "Wir wollen erreichen, dass sich das Gehirn stärker auf bestimmte Geräusche konzentrieren kann – und das selbst im Inneren eines lauten Tomografen", erklärt Yoo. Das sei nicht einfach. Die Versuchspersonen müssten auf einen Grafen schauen und gleichzeitig Geräuschen anhören. "All das kann einen schon ziemlich ablenken, aber die Leute lernen tatsächlich nach und nach, wie sie ihre Gedankenprozesse kontrollieren können." Erste Ergebnisse zeigen, dass Personen ihre Gehirnaktivität im untersuchten Bereich mit fMRT-Feedback besser kontrollieren konnten, als eine Kontrollgruppe.
Der MIT-Neurowissenschaftler John Gabrieli plant derzeit ähnliche Tests, konzentriert sich dabei aber auf die Basalganglien, einen Hirnbereich tief im Kopf, der bei Kindern mit ADHS zumeist abnorm ausgebildet ist. Diese Struktur kommt bei der Motorik und dem Lernen zum Einsatz, und es ist bekannt, dass sich das Anti-ADHS-Medikament Ritalin hier besonders gut bindet. Gabrieli glaubt, dass die ADHS-Behandlung einer der interessantesten Bereiche für Echtzeit-fMRT sei.
Unterdessen wird die Technologie in Europa auch für andere Zwecke eingesetzt. Rainer Goebel, ein Forscher an der Universität von Maastricht, will mit fMRT feststellen, warum manche Personen sich besonders gut konzentrieren können. Goebel hat mittels fMRT bereits gezeigt, wie sich das Videospiel Pong allein mit Gedankengängen kontrollieren ließ. Nun will er Menschen mit "Hyperfokusierung" untersuchen – beispielsweise Rennfahrer oder Mönche, die ihren Geist in einem meditativen Zustand bewusst kontrollieren können. Goebel möchte dann feststellen, wie gut diese Personengruppe beim fMRT-Feedback-Training abschneidet und was sie von anderen Menschen so stark unterscheidet.
Daraus könnte sich letztlich ergeben, wie man Aufmerksamkeit und andere Gehirnprozesse am besten trainiert. Stanford-Mann Mackey hält das zwar zunächst noch für Science Fiction, sieht aber bereits faszinierende Möglichkeiten: "Buddhistische Mönche sitzen 30 Jahre lang auf einem Berg, bis sie Erleuchtung in ihrer Meditation gefunden haben. Wäre es nicht toll, wenn wir unserem Gehirn eine solche Starthilfe geben könnten, ohne dass das 30 Jahren dauert?"
Übersetzung: Ben Schwan.
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