Zeitmanagement im Gehirn - der prämotorische Kortex

Analyse einer täglichen Routine: Wir öffnen eine Flasche mit dem Korkenzieher und gießen den Wein in ein Glas. Was wie tausend andere Aktionen spielend von der Hand geht, ist eine Großtat unseres Gehirns. Es muss zunächst wissen, dass gerade ein Korkenzieher zum beabsichtigten Ziel führt. Dann gilt es, das Gerät richtig zu positionieren - Patienten mit einer Apraxie genannten Erkrankung fuchteln etwa überall an der Flasche herum. Dann muss die Hand den Korkenzieher drücken und drehen usw usw. "Ein unglaubliches Protokoll", sagt MPI-Direktor D. Yves von Cramon, das, detailliert aufgeschrieben, mehr als 100 Schritte umfasst. Und trotzdem spult das Gehirn die einzelnen Komponenten verblüffend schnell und fließend ab - in der korrekten Reihenfolge.

Das hochpräzise Zeitmanagement erledigt größtenteils der prämotorische Kortex (PMK) im Frontallappen des Gehirns. Dieser "Zeremonienmeister" arrangiert die Sequenz einer Handlung: ABCDEFG. Und wenn plötzlich "GFEDCB-A" gefordert ist, ordnet er die Reihenfolge neu. Doch der PMK kann viel mehr, wie die Studien von Ricarda Schubotz vom MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften belegen. Für sie ist der prämotorische Kortex eine entscheidende Schaltstelle zwischen Innen- und Außenwelt, "zwischen dem, was sensorisch hereinkommt, und was ich motorisch daraus mache." Dass das Leipziger MPI damit in einem hochspannenden Forschungszweig agiert, darauf deuten jüngste neurophysiologische Untersuchungen bei Affen hin. Demnach sitzen im PMK so genannte "mirror neurons" ("Spiegel-Neuronen"). Diese Nervenzellen feuern nicht nur, wenn die Tiere eine bestimmte Handlung vollführen, sondern diese bei ihren Artgenossen auch beobachten. Der prämotorische Kortex scheint also auch für die Analyse von Bewegungen unabdingbar zu sein. Fliegt beispielsweise ein Ball auf einen Menschen zu, errechnet er die Flugdaten, um einen Tick später alle Schritte für die Fangbewegung vorzubereiten. Wie und wo genau im menschlichen PMK das passiert, darüber wissen die Forscher aber fast nichts.

Anatomisch zieht sich der PMK als hinterste Provinz des Stirnhirns von den Schläfen aufwärts wie ein Band um den Schädel herum - in direkter Nachbarschaft zum motorischen Kortex. Dessen Signale wandern über das Rückenmark hinab zu den Muskeln, die die Bewegung ausführen. Um bestimmte Funktionen einzelnen Teilen des PMK zuzuordnen, zeigte die MPI-Forscherin einem Dutzend Testpersonen ganze Stimulus-Serien (Sequenzen), während sie im funktionellen Magnetresonanz-Tomographen lagen. Präsentiert wurden etwa zwei Kreise, die um den Mittelpunkt des Bildschirms in bestimmter Weise rotierten. Indem man die Versuchsteilnehmer geschickt instruiert, sollen sie ihre Aufmerksamkeit auf bestimmte Komponenten der Bewegung lenken: zum einen auf die Kreise selbst, zum zweiten auf den Rhythmus, also die zeitliche Komposition der Bewegung, zum dritten auf die räumliche Koordination der Bewegung. Die Frage: Sind diese verschiedenen Aspekte im PMK besonders repräsentiert? Tatsächlich spricht auf die Kreise - also auf Objekte - der mittlere Bereich besonders an, auf den Raum der obere und auf die Zeit der untere Bereich des PMK.

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