Wie unser Gehirn Handlungsoptionen abwägt

In den meisten Entscheidungssituationen müssen wir gut vorausplanen – denn, wie wertvoll eine bestimmte Option für uns ist, verändert sich häufig mit der Zeit. Wie gelingt es unserem Gehirn, in solchen Situationen gute Vorhersagen zu treffen und die beste Option für die Zukunft auszuwählen? Dieser Frage gingen Alexander Nitsch und Christian Doeller vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) zusammen mit Nicolas Schuck vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung in ihrer aktuell in Nature Communications veröffentlichten Studie nach.
 

Optimale Entscheidungen basieren auf unserer Fähigkeit, gut vorauszuplanen. Wenn wir beispielsweise in Aktien investieren, schätzen wir ab, welche Aktie uns in der Zukunft am meisten Gewinn bringen wird. Dabei überlegen wir, wie sich die Werte bestimmter Aktien mit der Zeit verändern könnten und ob wir vielleicht doch besser in eine andere investieren sollten, um auf lange Sicht einen höheren Gewinn zu erzielen. In solchen Entscheidungssituationen muss das Gehirn die möglichen Optionen und ihre Werte abspeichern. Frühere Studien haben gezeigt, dass das Gehirn Wissen in mentalen Karten repräsentiert, wie beispielsweise eine Landkarte im Fall räumlicher Navigation. Solche Karten enthalten Informationen über Richtungen und Abstände zwischen Orten und unterstützen dadurch auch die Vorhersage zukünftiger Orte auf bestimmten Wegen. Doch kann das Gehirn auch sehr abstrakte Dimensionen wie die Werte verschiedener Optionen in einer Entscheidungssituation in einer mentalen Karte repräsentieren und damit gute Vorhersagen für die Zukunft treffen?

Dieser Frage gingen Alexander Nitsch und Christian Doeller vom MPI CBS zusammen mit Nicolas Schuck vom MPI für Bildungsforschung in der aktuellen Studie nach. Sie zeichneten mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) die Hirnaktivität der Studienteilnehmenden auf, während diese in einer von den Wissenschaftlern gestellten Aufgabe Entscheidungen trafen. Die Teilnehmenden beobachteten zunächst, wie sich Punkte bzw. Werte zweier Handlungsoptionen über mehrere Zeitpunkte veränderten. Schließlich sollten sie die Option wählen, die ihnen zum nächsten Zeitpunkt mehr Punkte und damit einen höheren Gewinn bringen würde. Genau das taten die Teilnehmenden auch – sie kalkulierten die Punkte für den zukünftigen Zeitpunkt und erkannten dadurch sehr gut, wann eine Option plötzlich besser als die andere wurde und wann sie dementsprechend wechseln sollten.

„Das Spannende dabei war: Während die Teilnehmenden diese Aufgabe lösten, repräsentierte der entorhinale Kortex im Gehirn tatsächlich eine zweidimensionale Karte der Werte der beiden Optionen, also eine abstrakte mentale Karte. Die Veränderungen der Werte über die Zeitpunkte spiegelten nämlich Wege mit bestimmten Richtungen durch ebendiese zweidimensionale Karte wider“, erklärt Alexander Nitsch, Erstautor der Studie. Christian Doeller, Letztautor der Studie, fügt hinzu: „Wenn wir uns normalerweise in einem Raum bewegen, feuern sogenannte Rasterzellen im entorhinalen Kortex regelmäßig an bestimmten Orten und unterstützen so die Navigation. Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie konnten wir nun ein mit solchen Rasterzellen in Verbindung gebrachtes fMRT-Signal beobachten, während die Studienteilnehmenden sich in einem abstrakten ‚Werte-Raum bewegten‘.“ Bei der Befragung am Ende des Experiments gab übrigens niemand an, sich eine solche Karte explizit vorgestellt zu haben. Interessanterweise sahen die Forschenden noch einen weiteren Zusammenhang zwischen der Entscheidungsaufgabe und räumlicher Navigation: Teilnehmende, die in der Aufgabe die Werte stärker hochrechneten, schätzten in einem Fragebogen auch ihre Fähigkeiten in der räumlichen Navigation besser ein.

Die Befunde der aktuellen Studie zeigen also, dass das Gehirn sehr abstrakte Informationen wie die sich verändernden und zukünftigen Werte verschiedener Handlungsoptionen in einer mentalen Karte speichert und geben so Aufschluss über einen fundamentalen Mechanismus des Gehirns, der prospektivem Entscheidungsverhalten zugrunde liegen kann.