Das Gehirn unterscheidet kaum zwischen Sehen und Vorstellen
Wer sich einen Apfel vorstellt, aktiviert dabei viele der gleichen Neuronen wie beim tatsächlichen Anblick eines Apfels. Neue Bilddaten zeigen, wie präzise diese Überschneidung ist – und was das für Gedächtnis, Vorstellungskraft und das alternde Gehirn bedeutet.
Dass Wahrnehmung und Vorstellung gemeinsame neuronale Grundlagen teilen, ist keine neue Erkenntnis. Wie weit diese Überschneidung jedoch reicht und welche Hirnstrukturen sie konkret umsetzen, war bislang unklar. Eine in Science veröffentlichte Studie vermisst diesen Zusammenhang nun mit ungewöhnlicher Präzision. Der ventrale temporale Kortex – eine Region an der Unterseite des Gehirns, die an der Objekterkennung beteiligt ist – verwendet sowohl beim Sehen als auch beim Vorstellen von Objekten einen sogenannten gemeinsamen Repräsentationscode. Dieselben neuronalen Populationen, die beim Anblick eines Gesichts aktiv werden, feuern auch dann, wenn man sich dieses Gesicht nur vor dem inneren Auge vergegenwärtigt.
Die Versuchspersonen lagen in einem fMRT-Scanner und betrachteten entweder Objekte oder stellten sie sich vor. Durch den Vergleich der Hirnaktivitätsmuster über beide Bedingungen hinweg konnten die Forschenden zeigen, dass die neuronale „Signatur" eines bestimmten Objekts strukturell ähnlich ausfiel – unabhängig davon, ob das Objekt gesehen oder imaginiert wurde. Die Ähnlichkeit war so ausgeprägt, dass statistische Modelle, die auf visuellen Daten trainiert worden waren, allein anhand der Hirnaktivität erkennen konnten, welches Objekt sich jemand gerade vorstellte – ganz ohne visuellen Input.
Was das für das Gedächtnis bedeutet
Die Implikationen gehen weit über neurowissenschaftliche Neugier hinaus. Gedächtnis ist zu einem großen Teil visuell: Wer sich an ein vergangenes Erlebnis erinnert, „sieht" es gewissermaßen erneut. Wenn Vorstellung und Wahrnehmung auf dieselbe neuronale Infrastruktur zurückgreifen, rekrutiert das Gedächtnis das visuelle System aktiv, um Vergangenes zu rekonstruieren. Das würde erklären, warum lebhafte Vorstellungskraft und ein scharfes Gedächtnis häufig zusammengehen: Beide könnten Ausdrucksformen desselben zugrundeliegenden Mechanismus sein.
Für Menschen mit Aphantasie – einer Störung, bei der Betroffene schlicht keine mentalen Bilder erzeugen können – legt die Studie nahe, dass dieses gemeinsame System entweder anders funktioniert oder weniger zugänglich ist. Das hat unmittelbare Konsequenzen dafür, wie diese Menschen Erinnerungen abspeichern und abrufen – eine Frage, die nach wie vor weitgehend ungeklärt ist.
Bedeutung für kognitiven Abbau
Im Kontext von Alterung und Demenz gewinnen die Befunde zusätzliches Gewicht. Der ventrale temporale Kortex gehört zu den Regionen, die bei der Alzheimer-Krankheit vergleichsweise früh betroffen sind. Wenn dieser Bereich den gemeinsamen Code für Sehen und Vorstellen beherbergt, würde eine Schädigung nicht nur die Gesichts- und Objekterkennung beeinträchtigen, sondern auch die Fähigkeit, Erinnerungen als mentale Bilder abzurufen.
Das deckt sich mit dem, was Alzheimer-Patienten und ihre Angehörigen häufig beschreiben: Was verloren geht, sind nicht nur Namen und Fakten, sondern die Lebhaftigkeit der Erinnerung selbst. Die Vergangenheit verblasst in einem ganz wörtlichen Sinne. Ob diese mechanistische Erkenntnis irgendwann zu besseren Diagnose- oder Therapiemöglichkeiten beitragen wird, bleibt offen. Sie liefert jedoch erstmals ein neuronales Substrat für ein Phänomen, das sich wissenschaftlich bislang nur schwer fassen ließ.