Schockierende Einblicke: Was uns die elektrische Stimulation über unser Sehvermögen verrät

Warum ist Ihr geistiges Auge vielleicht blind, während Ihr Freund sich kristallklare Bilder vorstellen kann? Schockierende Einblicke in die bekannten neurodifferenten Unterschiede in der Lebendigkeit von Bildern.
Teilen Sie

Inhaltsübersicht

Stachelrochen und Cäsaren

Ihr inneres Erleben ist einmalig. Es ist wohl das, was Ihnen am meisten gehört. Nur Sie wissen genau, was Sie vor Ihrem geistigen Auge sehen, und nur Sie sind in Ihre inneren Gedanken eingeweiht. Wie würden Sie also reagieren, wenn Sie herausfinden würden, dass Ihr geistiges Auge manipuliert werden kann? Und was noch seltsamer wäre, wenn ich Ihnen sagen würde, dass unsere Geschichte mit einem besonderen Kopfschmerzmittel aus der Zeit des Römischen Reiches beginnt?

Im ersten Jahrhundert n. Chr. fand Scribonius Largus (der königliche Leibarzt des römischen Kaisers Claudius) ein Mittel gegen Kopfschmerzen, das aus einer ganz unerwarteten Quelle stammte: einem elektrischen Strahl. Indem er diesen seltsamen, schockierenden Fisch auf die Kopfhaut seiner Patienten legte, wurde Scribonius der erste bekannte Mensch, der Elektrizität auf das Gehirn anwendete. Obwohl Scribonius eigentlich nur Kopfschmerzen lindern wollte, wurde er unwissentlich zu einem frühen Pionier einer Technologie, die zu vielen Erkenntnissen führen sollte – unter anderem zu einer neuen Erkenntnis darüber, wie wir visualisieren und warum die Lebendigkeit visueller Bilder bei verschiedenen Menschen unterschiedlich ist.

brain differences in imagery vividness aphantasia
Foto von David Clode

Im Laufe der Jahrhunderte hat sich die elektrische Stimulation des Gehirns von Scribonius’ elektrischem Fisch über Handkurbelgeneratoren aus dem 17. Jahrhundert bis hin zu modernen und wissenschaftlich anerkannten Techniken entwickelt. Ein Großteil dieser Erkundungen diente der medizinischen Behandlung – denn wie kann man jemanden davon überzeugen, sich einen seltsamen, elektrischen Fisch an den Kopf zu halten, wenn nicht, um seine Schmerzen zu lindern.

In den letzten Jahren ist jedoch die elektrische Stimulation des Gehirns zu einem wichtigen Bestandteil des Werkzeugkastens der Neurowissenschaftler geworden, der es den Forschern ermöglicht, Teile des Gehirns zu manipulieren, ohne den Schädel öffnen zu müssen. Die elektrische Stimulation wird zur Behandlung von Depressionen, Epilepsie, Alzheimer und Schizophrenie eingesetzt und wurde in zahlreichen Studien zu Gedächtnis und Aufmerksamkeit verwendet.

Am interessantesten für uns ist jedoch eine Studie aus dem Jahr 2020, in der Forscher durch elektrische Stimulation die Lebendigkeit der visuellen Bilder von Menschen einstellen. Ihre Ergebnisse stützen eine Theorie darüber, wie wir visualisieren und warum wir unterschiedlich visualisieren.

Bevor wir uns ansehen, wie die elektrische Stimulation funktioniert und warum sie sich als wunderbares Hilfsmittel zum Verständnis der visuellen Bilder und der Aphantasie erweist, sollten wir einen Schritt zurückgehen, um besser zu verstehen, was es bedeutet, verschiedene Stufen der Lebendigkeit in der visuellen Bilderwelt zu haben.


Auf der Jagd nach Wasserfällen

Obwohl nicht oft darüber gesprochen wird, variiert die visuelle Wahrnehmung von Mensch zu Mensch sehr stark. Wenn Sie sich einen Wasserfall vorstellen, haben Sie vielleicht ein angenehmes, aber unscharfes Bild vor Ihrem geistigen Auge, während Ihr Freund einen perfekten Wasserfall sieht. Oder Sie gehören, wie ich, zu den 3 % der Bevölkerung, die überhaupt nichts sehen. Wenn Sie mit den Unterschieden zwischen visuellen Bildern (und dem völligen Fehlen von visuellen Bildern: Aphantasie) nicht vertraut sind, lesen Sie unsere Einführung.

Vividness of imagery aphantasia
Eine Darstellung, wie die Visualisierung eines Wasserfalls vor dem inneren Auge einer Person mit sehr lebhaften Bildern, etwas lebhaften Bildern und Aphantasie aussehen könnte. Foto des Autors

Erst in den letzten Jahren haben Forscher erkannt, wie sehr die visuelle Wahrnehmung von Mensch zu Mensch variiert. Der Begriff “Aphantasie” wurde erst 2015 geprägt, was zeigt, wie neu dieses Gebiet ist. Viele Fragen sind noch offen, z. B. was ist Visualisierung, warum erleben Menschen sie unterschiedlich, und wo sind diese Unterschiede im Gehirn angesiedelt?

Frühere Forschungen haben zwar einen Zusammenhang zwischen der Lebendigkeit der Bilder und der Gehirnaktivität im visuellen Kortex (dem Bereich des Gehirns, mit dem die Augen verbunden sind) festgestellt, aber wir wissen nicht, warum dieser Unterschied besteht. Gibt es etwas im visuellen Kortex von Menschen mit Hyperphantasie, das es ihnen ermöglicht, sich einen kristallklaren Wasserfall vorzustellen?

Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, was in unserem Gehirn vor sich geht, wenn wir visualisieren, und warum manche Gehirne klarere Bilder erzeugen als andere, haben die Forscher eine Seite aus Scribonius’ Buch genommen und verschiedene Teile des Gehirns von Menschen elektrisch stimuliert, um zu sehen, wie sich dies auf ihre Visualisierungen auswirken könnte.


Obwohl Sie und ich die Elektrizität viel besser verstehen als Scribonius, haben wir immer noch kein klares Bild davon, was passiert, wenn wir einen elektrischen Strom an unsere Kopfhaut halten (oder an einen Stachelrochen, was das betrifft). Ein großer Durchbruch ist die Erkenntnis, dass Neuronen, die Zellen des Gehirns, über Elektrizität kommunizieren und dass wir diese Kommunikation beeinflussen können, indem wir über die Kopfhaut Strom ins Gehirn leiten. Auch wenn es wie eine magische Technologie zur Steuerung des Gehirns erscheinen mag, ist es wichtig zu verstehen, mit welcher Präzision (oder eben nicht) die elektrische Stimulation auf die Neuronen wirkt.

So wie Scribonius seinen elektrischen Fisch nur an die Stirn seines Patienten hielt, legen Forscher, die elektrische Stimulation anwenden, elektrisch geladene Pads oder Magnete auf den Kopf, um Strom ins Gehirn zu leiten. (Es sei darauf hingewiesen, dass die Forscher manchmal eine Batterie verwenden, um den Strom zu erzeugen – dies wird als transkranielle Gleichstromstimulation(tDCS) bezeichnet -, und manchmal einen starken Elektromagneten, um dies zu tun – dies wird als transkranielle Magnetstimulation(TMS) bezeichnet).

Zwar können Neurowissenschaftler ein Gehirn öffnen und einzelne Neuronen direkt stimulieren, doch ist dies kompliziert und gefährlich und wird nur durchgeführt, wenn ein Chirurg den Schädel bereits für einen medizinischen Eingriff öffnen muss. Die nicht-invasive Methode der elektrischen Stimulation, bei der der Strom auf die Kopfhaut und nicht direkt auf das offene Gehirn gelegt wird, führt nicht dazu, dass einzelne Neuronen feuern, sondern erhöht die Erregbarkeit der betreffenden Neuronen. Was verstehen wir unter Erregbarkeit?

Popcorn
Foto: Teresa Wilde

Stellen Sie sich einen Topf mit Popcorn vor (ohne zu visualisieren, wenn Sie wollen), der voller Körner ist, die in alle Richtungen fliegen und andere Körner zum Platzen bringen, wenn sie auf dem Boden landen. Wenn jeder Kern ein Neuron in Ihrem visuellen Kortex ist, dann ist die offene Hirnchirurgie so, als würde man den Deckel vom Topf nehmen und bestimmte Kerne anstechen, so dass sie platzen. Bei der nicht-invasiven Elektrostimulation lassen wir den Deckel auf dem Topf und drehen die Herdplatte hoch, was nicht dazu führt, dass bestimmte Kerne platzen, sondern die Temperatur jedes einzelnen Kerns erhöht und ihn dem Platzen näher bringt. Das ist es, was wir mit erhöhter Erregbarkeit meinen: Wir bringen nicht bestimmte Kerne zum Platzen, sondern machen es für jeden einzelnen Kern leichter, zu platzen. Im Gehirn veranlassen wir kein bestimmtes Neuron zum Feuern, sondern wir bringen jedes einzelne dazu, zu feuern. Ohne diese erhöhte Erregbarkeit könnte ein Neuron nur dann feuern, wenn mehrere andere Neuronen es gleichzeitig auslösen. Bei der elektrischen Stimulierung könnte sie durch den Input eines einzigen Neurons ausgelöst werden.

Auf diese Weise ist die elektrische Stimulation (ohne Öffnung des Schädels) kein präzises Verfahren, bei dem einzelne Neuronen gezielt angesprochen werden. Aber durch die Veränderung der Erregbarkeit der gesamten Hirnregion fangen die Neuronen an, viel mehr miteinander zu plappern, wodurch sich die Aktivität in diesem Bereich verschiebt. Und wenn sich die Aktivität eines Hirnbereichs verschiebt, ist es vielleicht nicht überraschend, dass man seltsame Dinge erlebt.


Sterne sehen

Nehmen wir an, ich platziere meinen Elektromagneten an Ihrem Hinterkopf, in der Nähe des Teils Ihres Gehirns, mit dem Ihre Augen verbunden sind und wo das Sehen verarbeitet wird (dies ist der visuelle Kortex). Indem ich Strom in diesen Bereich pumpe, kann ich dafür sorgen, dass Sie Sterne sehen, so als ob Sie sich den Kopf stoßen, zu schnell aufstehen oder sich die Augen reiben würden. Diese Sterne, die Sie sehen – in der Wissenschaft als Phosphene bekannt – sind das Ergebnis Ihrer Neuronen, die trotz eines Mangels an geeignetem visuellen Input feuern. Warum sehen wir Sterne, wenn wir unseren visuellen Kortex mit Strom versorgen?

seeing stars
Foto: Yash Raut

Denken Sie an unser Popcorn: Wenn Sie den Brenner für einen kurzen Moment aufdrehen, wird jedes Korn, das kurz vor dem Aufplatzen war, abgefackelt und Sie sehen ein plötzliches Aufplatzen der Körner. Wenn man eine große Menge Strom in den visuellen Kortex pumpt, ist das die gleiche Idee: Es bewirkt, dass eine gewisse Anzahl von Neuronen plötzlich abfeuert und man dadurch blinkende Phosphene sieht.

Als die Forscher diese Phosphene bei immer mehr Menschen auslösten, stellten sie fest, dass manche Menschen mehr oder weniger Strom benötigen, um einen Lichtblitz zu sehen als andere. Es war fast so, als ob manche Menschen eher “bereit” waren, Phosphene zu sehen. Um auf unseren Topf mit Popcorn zurückzukommen: Es ist, als ob mein Topf schon ziemlich heiß ist und viele Körner zum Aufplatzen bereit sind, während Ihrer auf niedriger Stufe steht und noch nicht annähernd fertig ist. Wenn jemand durch kurzes Hochdrehen des Brenners einen Knall in jedem Topf auslösen wollte, müsste er die Hitze unter Ihrem Topf erhöhen, aber bei meinem Topf könnte er den gleichen Effekt mit nur wenig Hitze erzielen. Das Gleiche gilt für unsere visuellen Kortexe: Meine Neuronen könnten bereits stärker erregt sein als Ihre, was bedeutet, dass ein Wissenschaftler nur ein wenig Strom in mein Gehirn pumpen muss, um mich Sterne sehen zu lassen, während er in Ihr Gehirn ziemlich viel Strom pumpen müsste.

Auf diese Weise können die Forscher messen, wie “erregbar” der visuelle Kortex einer Person ist, indem sie sehen, wie viel Strom sie einspeisen müssen, um die Lichtshow auszulösen. Um herauszufinden, welche Unterschiede in den Gehirnen von Menschen mit sehr unterschiedlichen visuellen Vorstellungen bestehen, haben die Wissenschaftler diese Methode angewandt, um die Erregbarkeit der visuellen Neuronen bei Menschen mit unterschiedlich lebhaften Vorstellungen zu messen. Ihre Frage lautete: Hat die Fähigkeit, lebhafte visuelle Bilder vor dem geistigen Auge zu erzeugen, etwas damit zu tun, wie bereit und fähig die visuellen Neuronen dieser Person sind, zu feuern? Hängt die Erregbarkeit in visuellen Bereichen mit der Lebendigkeit der visuellen Bilder zusammen?

Excitability of visual cortex
Je erregter der visuelle Kortex einer Person ist, desto weniger lebhaft sind ihre visuellen Bilder. Die kortikale Erregbarkeit wird gemessen, indem festgestellt wird, wie viel Strom benötigt wird, um Phosphene zu erzeugen, während die Lebendigkeit der Bilder mit Hilfe der binokularen Rivalitätsaufgabe gemessen wird, die später in diesem Artikel erläutert wird.

Und ihr Ergebnis: Das ist absolut richtig. Je lebhafter das geistige Auge eines Menschen ist, desto weniger erregt ist sein visueller Kortex. Wenn ich nur ein bisschen Elektrizität in Ihren Hinterkopf jagen kann, so dass Sie helle Lichtblitze sehen, haben Sie wahrscheinlich eine schwache Fähigkeit zu visualisieren. Andererseits benötigen Hyperphantasten, die perfekte Bilder sehen, ein hohes Maß an Elektrizität, um Phosphene zu sehen.

“Als wir feststellten, dass die kortikale Erregbarkeit negativ mit der Stärke der Bilder korreliert war, waren wir zunächst überrascht”, sagte die leitende Forscherin Rebecca Keogh.
“Aber als alle anderen Experimente anfingen, den gleichen Trend zu zeigen, waren wir begeistert, dass wir einen potenziellen Mechanismus gefunden hatten, der die individuellen Unterschiede in der Fähigkeit zur Bildgebung erklärt.

So aufregend und befriedigend diese Ergebnisse auch waren, die Forscher konnten sich damit nicht zufrieden geben. Sie hatten gezeigt, dass Phosphene-Schwellenwerte die Lebendigkeit der Bilder einer Person vorhersagen können, aber sie waren sich nicht sicher, ob ein erregbarer visueller Kortex eine geringe Lebendigkeit verursacht. Dr. Keogh erklärte: “Es könnte sein, dass Menschen mit stärkerem Vorstellungsvermögen dazu neigen, weniger erregbare Kortexe zu haben, aber das spielt keine ursächliche Rolle für die Fähigkeit zum Vorstellungsvermögen. Um also sicher zu sein, dass die kortikale Erregbarkeit wirklich eine Rolle bei den individuellen Unterschieden in der Fähigkeit zur Vorstellungskraft spielt, mussten wir zeigen, dass eine Veränderung der kortikalen Erregbarkeit auch die Stärke der Vorstellungskraft verändert.

Und genau hier setzt die Science-Fiction-ähnliche Forschung zur Veränderung der eigenen Erfahrungen an.

Die Hitze aufdrehen

Wir haben gesehen, wie Forscher die Erregbarkeit des visuellen Kortex mit Hilfe von Elektrizität messen können: Sie pumpen einen Stromstoß hinein und sehen, wie viel Strom erforderlich ist, damit Sie Lichtblitze sehen. Je kleiner der Ruck, der gewirkt hat, desto erregbarer ist der Kortex. Dieser starke, aber kurzzeitige Stromstoß wird durch einen Elektromagneten (TMS) verursacht und ist so, als würde man den Brenner nur eine Sekunde lang hochdrehen. Neurowissenschaftler können aber auch eine etwas andere Art der elektrischen Stimulation verwenden, die mit einer Batterie statt mit einem Magneten arbeitet und einen schwächeren, aber gleichmäßigen elektrischen Strom anlegt (tDCS). Dies ist eher so, als würde man die Temperatur des Brenners leicht erhöhen und sie dort belassen.

Wenn Forscher tDCS einsetzen, um eine kleine Menge Strom dauerhaft zu steuern, machen sie einen Bereich Ihres Gehirns erregbarer – oder, wenn sie die negativen und positiven Pole vertauschen, weniger erregbar (als würden sie den Brenner herunterdrehen). Der Unterschied besteht darin, dass die elektrische Stimulation nicht nur eine kurzzeitige Wirkung hat, die es den Forschern ermöglicht, die Erregbarkeit zu messen, sondern dass die Wirkung lange genug anhält, um den Forschern zu ermöglichen, die Erregbarkeit eines Teils Ihres Gehirns vorübergehend zu verändern.

Mit diesem Instrument in der Hand müssen die Forscher lediglich die Erregbarkeit des visuellen Kortex einer Person anpassen und sehen, ob dies dazu führt, dass sie mehr oder weniger lebhaft visualisiert. Auf der Grundlage der früheren Daten mit Phosphen-Messungen würden wir erwarten, dass die Bilder weniger lebhaft sind, wenn wir den visuellen Kortex stärker erregen, und dass die Bilder lebhafter sind, wenn wir ihn weniger erregen.

Das scheint zwar einfach zu sein, aber es gibt noch ein anderes Problem: Wie können wir sicher wissen, ob sich Ihre Lebendigkeit verändert? Sie haben vielleicht das Gefühl, dass die Bilder, die Sie sehen, mehr oder weniger lebendig sind als früher, aber es kann schwierig sein, mit Sicherheit zu wissen, wie sich dies verändert (insbesondere wenn die Veränderung nur subtil ist).

Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten zu messen, wie lebendig Ihre visuellen Bilder sind, ohne sich auf Ihr subjektives Feedback zu verlassen. Der Test, den die Forscher zu diesem Zweck verwendeten, ist die binokulare Rivalitätsaufgabe, die, kurz gesagt, folgendermaßen funktioniert:

Ich zeige Ihrem linken Auge einen blauen Kreis und Ihrem rechten Auge einen roten Kreis. Da sich diese Bilder vollkommen überschneiden, können Sie nicht beide gleichzeitig sehen. Ihr Gehirn muss sich entscheiden, welches Bild Sie sehen möchten, und wechselt oft zwischen dem blauen und dem roten Kreis hin und her. Indem ich Ihnen einen blauen Kreis zeige, bevor ich Ihnen die sich überschneidenden Kreise zeige, bringe ich Ihr Gehirn dazu, auf dem blauen Kreis zu landen, so dass Sie eher diesen als den roten Kreis sehen werden. Wenn ich Ihnen einen blauen Kreis zeige, bevor ich Ihnen die sich überschneidenden Kreise zeige, und Sie bitte, sich nur den blauen Kreis vorzustellen, werden Sie immer noch darauf vorbereitet, auf dem blauen Kreis zu landen statt auf dem roten Kreis. Wichtig ist, dass dieser Priming-Effekt umso stärker ist, je lebendiger die visuellen Bilder sind. Wenn wir Sie also mehrmals bitten, sich einen blauen Kreis vorzustellen, Ihnen die sich überschneidenden Kreise zeigen und Sie dann fragen, welchen Kreis Sie gesehen haben, können wir objektiv messen, wie lebendig Ihre Vorstellungsbilder sind.

Binocular Rivalry 3d Glasses
Einige binokulare Rivalitätssysteme verwenden 3D-Brillen wie diese, um jedem Auge unterschiedliche Bilder zu präsentieren. Andere Einrichtungen verwenden eine Reihe von Spiegeln oder Virtual-Reality-Headsets. Foto von Sigmund.

Sie können mehr über die binokulare Rivalitätsaufgabe in unserer Zusammenfassung lesen, aber für diesen Artikel müssen Sie nur wissen, dass es eine objektive Methode gibt, um die Lebendigkeit Ihrer Bilder zu messen.

Unsere Forscher verfügen nun über zwei Instrumente: eines, um die Erregbarkeit des visuellen Kortex zu regulieren, und ein weiteres, um die Lebendigkeit der Bilder objektiv zu messen. Mit diesen Daten können sie die Frage nach der Kausalität beantworten: ob die Erregbarkeit der Sehrinde dafür verantwortlich ist, wie lebhaft die Bilder sind. Die Forscher schlossen 60 Personen an eine elektrische Stimulation an, die die Erregbarkeit ihres visuellen Kortex erhöhte oder verringerte, und testeten dann ihr Niveau der Lebendigkeit mit der binokularen Rivalitätsaufgabe. Das haben die Forscher herausgefunden:

Electrical stimulation effect on the visual cortex
Wird die Erregbarkeit des visuellen Kortex durch elektrische Stimulation verringert, nimmt die visuelle Lebendigkeit zu – und andersherum. Die elektrische Stimulation erfolgt über tDCS. Die Lebendigkeit wird mit der binokularen Rivalitätsaufgabe gemessen.

Erstaunlicherweise gelang es ihnen, die innere Erfahrung der Teilnehmer mit der Visualisierung zu verändern, indem sie die Erregbarkeit ihres visuellen Kortex veränderten. Obwohl Sie vielleicht glauben, dass Sie Ihre Visualisierungen allein kontrollieren, können diese Forscher einen Schalter umlegen und die Lebendigkeit Ihrer Bilder verändern.

Zu beachten ist, dass diese Veränderung der Lebendigkeit nicht wie Tag und Nacht verläuft. Die Teilnehmer berichteten nicht von einer offensichtlichen Veränderung ihrer Bilder, als sie die elektrische Stimulation erlebten. Es ist sogar möglich, dass sich ihre visuelle Lebendigkeit nicht verändert hat und dass stattdessen der eintreffende Strom eine andere Veränderung in ihrem Gehirn verursacht hat, die wiederum einen Unterschied in der binokularen Rivalitätsaufgabe bewirkt hat. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Forschungsergebnissen, die zeigen, dass Veränderungen in der binokularen Rivalitätsaufgabe mit Veränderungen in der Lebendigkeit der Bilder einhergehen, was darauf hindeutet, dass diese Teilnehmer tatsächlich eine Veränderung vor ihrem geistigen Auge erlebt haben.

Die Forscher haben eine solide Studie vorgelegt, aus der hervorgeht, dass ein stärker erregbarer visueller Kortex höchstwahrscheinlich zu weniger lebhaften Bildern führt und umgekehrt. Warum ist das so, und was bedeutet das für die Art und Weise, wie wir visualisieren?

Popcorn Artist
Foto: Georgia Vagim

Der Popcorn-Künstler

Kehren wir zu unserem Topf Popcorn zurück, der die Neuronen in unserem visuellen Kortex darstellt. Denken Sie daran, dass ein sehr erregbarer visueller Kortex wie ein heißer Topf voller Kerne ist, der jeden Moment platzen kann. Stellen Sie sich nun vor, Sie wären ein experimenteller Künstler, der nur Bilder in Töpfe mit Popcorn malt und mit einem heißen Schürhaken in dieses und jenes Korn sticht, bis die Mona Lisa in gepoppten Körnern erscheint.

Wenn dies Ihr Ziel ist, würden Sie dann lieber mit einem heißen Topf voller Kerne arbeiten, die beim kleinsten Anstoß aufplatzen, oder mit einem kühlen, ruhigen Topf, in dem nicht viel los ist? Denken Sie daran, dass das Platzen eines Kerns wahrscheinlich andere Kerne auslöst. Welcher Topf würde Ihr Meisterwerk zum Strahlen bringen und welcher würde es zu einem unscharfen und undeutlichen Kunstwerk werden lassen? Hoffentlich haben Sie sich für den kalten, unaufgeregten Topf entschieden. Es wäre unmöglich, ein Bild in einem heißen Topf mit Körnern zu malen, die bei der leichtesten Berührung aufplatzen, da Ihre Mona Lisa unter all dem versehentlich aufgeplatzten Popcorn verloren gehen würde.

Vielleicht aus demselben Grund, aus dem ein heißer, erregter Topf zu einem unschärferen Bild führt, führt ein erregter visueller Kortex zu weniger lebhaften Bildern: Es gibt zu viel Rauschen, um ein klares Bild zu zeichnen. Je weniger Ihr visueller Kortex jedoch erregt ist, desto klarer ist das Bild, das Sie zeichnen können.

Wer macht diese Zeichnung? Gibt es in Ihrem Gehirn einen experimentellen Künstler, der Neuronen anstößt, um auf Ihrem visuellen Kortex zu zeichnen? In gewisser Weise schon: Ihr präfrontaler Kortex. Man kann sich diesen Teil des Gehirns, der direkt hinter den Augen sitzt, als “Endstation” für das normale Sehen vorstellen.

Wenn Sie die Mona Lisa betrachten, gelangt das Bild zunächst in Ihre Augen, von wo aus es an Ihren visuellen Kortex im hinteren Teil Ihres Gehirns weitergeleitet wird und dann (über einige andere Stationen auf einem sehr komplexen Weg) Ihren präfrontalen Kortex erreicht, der Ihnen offenbar hilft, sich dieser Wahrnehmung bewusst zu sein. Wenn Sie sich jedoch die Mona Lisa vor Ihrem geistigen Auge vorstellen, geschieht das Gegenteil: Ihr präfrontaler Kortex sendet das Signal direkt an Ihren visuellen Kortex.

Visualisierung ist also, wenn unser Popcorn-Künstler den Drang verspürt, ein Bild auf die Körner zu malen. Studien zur Bildgebung des Gehirns unterstützen diese Analogie. Sie zeigen, dass bei der Visualisierung eines Bildes der präfrontale Kortex aktiviert wird und anschließend Neuronen im visuellen Kortex feuern.

Visual seeing vs mental imagery in the minds eye
Wenn der Mann auf der linken Seite ein Bild sieht, wandert das Signal von seinen Augen zu seinem visuellen Kortex und hinauf zu seinem präfrontalen Kortex. Wenn der Mann auf der rechten Seite ein Bild aufnimmt, geht das Signal von seinem präfrontalen Kortex aus und wird an seinen visuellen Kortex zurückgesendet.

Wir haben gesehen, warum die elektrische Stimulation des visuellen Kortex zu mehr oder weniger lebhaften Bildern führen kann, aber was sagt das über die Beteiligung des präfrontalen Kortex aus? Können wir Elektrizität nutzen, um die Fähigkeiten unseres experimentellen Popcorn-Künstlers zu verbessern?

Mit einem ähnlichen Aufbau wie zuvor können die Forscher zeigen, wie eine elektrische Stimulation des präfrontalen Kortex (und nicht des visuellen Kortex) die visuelle Wahrnehmung verändert.

Changes in Imagery Vividness from Electrical Stimulation 1
Wir haben die linke Seite dieser Grafik oben gesehen: Sie zeigt, dass ein weniger erregbarer visueller Kortex zu lebendigeren Bildern führt und umgekehrt. Die rechte Seite zeigt, dass im präfrontalen Kortex das Gegenteil der Fall ist: Eine erhöhte Erregbarkeit führt zu lebhafteren Bildern.

Es hat sich herausgestellt, dass im Gegensatz zu unserem visuellen Kortex eine Erhöhung der Erregbarkeit unseres präfrontalen Kortex zu lebhafteren Bildern führt, während eine Verringerung dieser Erregbarkeit zu unschärferen Bildern führt. Während die Erregbarkeit unserer Maiskörner (oder des visuellen Kortex) zu einem schlechteren Kunstwerk führt, führt die Erregbarkeit unseres Künstlers (unseres präfrontalen Kortex) zu einem beeindruckenden Kunstwerk. Man kann sich das so vorstellen, dass wir, indem wir Strom in die Vorderseite unseres Gehirns pumpen und unseren präfrontalen Kortex anregen, der Künstlerin einen sehr heißen Schürhaken statt nur eines warmen Schürhakens geben, so dass sie ihr Bild genauer auf die Maiskörner zeichnen kann. Ändert man die elektrische Stimulation, um die Erregbarkeit des präfrontalen Kortex zu verringern, werden die Werkzeuge des Künstlers zu kalt, um ein klares Bild zu zeichnen.

Um diese Theorie zusammenzufassen, kann man sagen, dass jemand, der sehr lebhafte Bilder hat, entweder einen sehr erregbaren präfrontalen Kortex, einen nicht erregbaren visuellen Kortex oder beides hat, und dass umgekehrt ein Aphantasiker entweder einen weniger erregten präfrontalen Kortex, einen stärker erregten visuellen Kortex oder beides hat.

Visual cortex excitability vs prefrontal cortex excitability
Wenn diese Theorie der Visualisierung richtig ist, dann zeigt dieses Raster, wie lebhaft Sie sich einen Wasserfall vorstellen können, je nach Erregbarkeit Ihres visuellen Kortex und präfrontalen Kortex.

Viele Leser, vor allem diejenigen mit Aphantasie, werden sich schnell fragen: Kann man sich durch elektrische Stimulation Bilder vorstellen? Wenn Sie meinen präfrontalen Kortex anregen und meinen visuellen Kortex hemmen, wird mein geistiges Auge dann zum ersten Mal sehen?

Die Antwort ist leider ein “Wir wissen es nicht”. An dieser Studie waren Personen mit einer großen Bandbreite an Bildhaftigkeit beteiligt, und es wurden nicht speziell Personen mit Aphantasie rekrutiert, so dass nicht gesagt werden kann, ob jemand, der keine visuellen Bilder hat, plötzlich Bilder erleben würde. Wenn die elektrische Stimulation die Lebendigkeit von jemandem mit mittelmäßiger visueller Wahrnehmung erhöht, besteht durchaus die Möglichkeit, dass sie bei einem Aphantasiker das Sehen von Bildern bewirkt. Es ist jedoch auch durchaus möglich, dass die Ursache der Aphantasie ein grundlegender Unterschied im Gehirn ist, der über die Erregbarkeit dieser Hirnregionen hinausgeht, was darauf hindeutet, dass keine elektrischen Batterien, Magnete oder Stachelrochen das Auge eines Blinden öffnen könnten.

Obwohl es noch viel über Visualisierung und Aphantasie zu lernen gibt und die Lebendigkeit von Bildern sicherlich komplexer ist als nur eine Interaktion zwischen dem präfrontalen und dem visuellen Kortex, hat uns diese Forschung einen großen Einblick in die Bildsprache gegeben. Wie wir gesehen haben, scheinen die Forscher, wenn sie die Erregbarkeit des visuellen oder präfrontalen Kortex durch elektrische Stimulation verändern, die Lebendigkeit der erlebten Bilder zu verändern. Dies spricht für die Theorie, dass die Visualisierung das Gegenteil des Sehens ist – während beim Sehen Bilder in die Augen eintreten und durch den visuellen Kortex zum präfrontalen Kortex gelangen, “sieht” das geistige Auge, indem es interne Bilder vom präfrontalen Kortex zum visuellen Kortex weiterleitet.

Während Scribonius also nur nach einem Mittel gegen Kopfschmerzen suchte, war er vielleicht der erste Mensch, der ein anderes geistiges Auge als sein eigenes manipulierte. Und obwohl sie es nicht wissen konnten, ebneten seine Patienten den Weg zu einem besseren Verständnis dessen, wie und warum wir (nun ja, nicht alle von uns) Bilder visualisieren.

Es gibt noch viel zu lernen über Visualisierung und die Mechanismen im Gehirn, die zu Aphantasie führen, aber ein großer Teil davon scheint damit zu tun zu haben, wie erregt der visuelle Kortex und der präfrontale Kortex sind. Warum es diese Unterschiede gibt und wie genau sie zu lebendigen oder nicht-lebendigen Bildern führen, ist noch unklar. Am besten, Sie behalten Ihren Stachelrochen in der Nähe.


Keogh, R., Bergmann, J., & Pearson, J. (2020). Cortical excitability controls the strength of mental imagery. ELife, 9. doi:10.7554/eLife.50232
Sie müssen eingeloggt sein, um zu kommentieren
Seien Sie der erste, der einen Kommentar abgibt