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14.02.2006 - GEHIRNFORSCHUNG
Brain Pong - Spiel mit Fantasie
Tennis spielen allein durch die mentale Kraft der Gedanken
Isabelle Bareither
 | | Spielen in der Röhre - Hirnforscher experi-
mentieren mit einem altbekannten Spiel
| | | Kein bisschen bewegen muss man sich im neuen Lieblingsspiel der
Gehirnforscher. Das wahrscheinlich teuerste Spiel der Welt funktioniert
durch die pure Kraft der Vorstellung. Spielplatz des von Professor
Rainer Goebel von der Universität Maastricht in den Niederlanden
entwickelten „Brain-Pong Game“ ist ein Labor in Nijmegen. Hier stehen
sich zwei riesige Maschinen - funktionelle Magnetresonanz-Tomographen -
gegenüber, in die die nicht körperlich, aber geistig trainierten
Spieler platziert werden.
Gemütlich sieht das ganze zwar aus,
ist es aber wohl nicht. Die Probanden werden flach auf dem Rücken
liegend langsam in die Röhre hineingeschoben. Der Kopf wird mit Watte
in einer Spule fixiert. Das ganze soll natürlich nicht schmerzen, aber
doch den Kopf vor kleinsten Bewegungen bewahren. Denn diese würden das
vom Gehirn gemachte Bild erheblich stören. Zusätzlich bekommen die
Versuchspersonen Kopfhörer aufgesetzt. Diese sollen nicht nur vor dem
Lärm schützen, den die Maschine macht, sondern auch die Kommunikation
mit dem Team im Vorraum sicherstellen.
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Prof. Rainer Goebel, Universität Maastricht
Bilder: Brainvoyager
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einem Bildschirm sehen die Spieler, genau wie das im Labor mitfiebernde
Team um Rainer Goebel, einen Ball der zwischen zwei Schlägern langsam
hin und herfliegt. Die vertikal beweglichen Schläger gehören jeweils zu
einem der Probanden und werden nur durch dessen Gehirnaktivität
gesteuert. Wenn die Gehirnaktivität steigt, geht der Schläger nach
oben, wenn sie sinkt, geht er nach unten.
Durch ein komplexes
Training im Vorfeld des Experimentes lernen die Spieler ihre
Hirnsignale bewusst, aber ohne jegliche Art der Bewegung zu
beeinflussen. Dabei sind der Fantasie bei der Wahl der Strategien keine
Grenzen gesetzt. Rainer Goebel motiviert sogar die Spieler dazu, ihre
ganz individuelle Taktik zu entwickeln. Einer der Probanden, Musiker
aus Leidenschaft, stellt sich z. B. ein Musikorchester mit Pauken und
Trompeten vor um den Schläger nach oben zu katapultieren. Dagegen
herrscht Stille in seinem Kopf wenn der Schläger nach unten soll. Für
moderatere Höhen und Tiefen stellt er sich mehr oder weniger laute und
zahlreiche Musikanten vor. Was auch immer er sich vorstellt, der
Magnetresonanz-Tomograph registriert die Signale in seinem Gehirn und
verwendet sie zur Steuerung der Schläger.
Die für den Menschen
harmlose funktionelle Magnetresonanz-Tomographie (fMRT) wird schon seit
Jahren in Labors auf der ganzen Welt angewendet um die Funktionen des
komplexesten Organs des Menschen zu erforschen. Durch einen Magneten
der so stark ist, dass er schon kleinste Metalle im Bereich von drei
Metern einsaugt, wird mit fMRT der Sauerstoffgehalt im Blut gemessen.
Blut wiederum wird in erhöhter Form in Gehirnregionen transportiert,
die beim Denkprozess aktiviert werden. Dadurch ist es den Forschern
möglich zu sehen, welche Hirnteile bei welchem Denkprozess angeregt
werden. So haben Forscher z.B. herausgefunden, dass eine bestimmte
Gehirnregion auf Gesichter reagiert, eine andere dagegen auf Objekte
usw.
Im Falle des von Rainer Goebel entwickelten Brain Pong
Spiels wird in einem Vortraining analysiert, welche Sektoren des
Gehirns optimal auf die individuelle Strategie des Spielers reagieren.
Die Strategie des Musikers z.B., aktivierte eine Region im
auditorischen Kortex, zuständig für Hörprozesse im Gehirn. Ähnlich wie
beim hören von sehr lauter oder leiser Musik, wurde diese Region bei
der Vorstellung von lauter und leiser Musik stärker bzw. schwächer
aktiviert.
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...eines der ältesten Computerspiele von
Hirnforschern neu entdeckt
| Bisher
folgte der Daten- Gewinnung eines fMRT Experimentes eine lange,
komplizierte Analyse, die meist mehrere Tage, wenn nicht Wochen
dauerte. Durch die Verbesserung der Forschungsmaschinerie jedoch ist es
nun möglich, den fMRT-Probanden praktisch ‚live’ ins Gehirn zu schauen.
Nach nur zwei Sekunden hat der Forscher durch das sogenannte „Real-Time
fMRI“ die Ergebnisse nun auf dem Tisch. Und nicht nur der Forscher,
sondern auch die Probanden selber können nun die Aktvitäten in ihrem
Gehirn live mitverfolgen. Durch das sogenannte „Neurofeedback“ wird den
Testpersonen ihre eigene Gehirnaktivät während des Experimentes
vorgespielt. Hierdurch wird es den Spielern möglich, ihre Strategien
für ein erfolgreiches Match zu verbessern.
Die bewusste
Beherrschung der mentalen Aktivitäten ist für dieses Spiel von großem
Nutzen. Können die Probanden ihre Gehirnaktivität bewusst steuern,
können sie die Schläger optimal bewegen und damit punkten. Dies ist
natürlich das Ziel des Spiels, hat aber auch noch andere Vorteile. In
der Theorie könnte die Erlernung der Regelung von Hirnaktivitäten auch
bei vielen psychischen und körperlichen Krankheiten eingesetzt werden.
So
verspricht diese Methode Besserung für Menschen die unter
Angstzuständen oder Schizophrenie leiden. Diese psychischen Krankheiten
werden oft durch exzessive Aktivitäten in bestimmten Gehrinregionen
ausgelösst, und könnten mit der willentlichen Beeinflussung dieser
unter Kontrolle gebracht werden. Forscher haben z.B. herausgefunden,
dass der Hörprozess bei einem gesunden Probanden und auditorische
Halluzinationen bei Schizophrenen oft genau dieselben Hirnregionen
beanspruchen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies der Grund
für die Authenzität der Halluzinationen ist. Könnte der Schizophrene
nun die fehlerhaften Aktivitäten unter Kontrolle bringen, wäre dies ein
grosser Schritt für ihn – und die Wissenschaft an sich.
Bei
Angstpatienten sind oft Fehlinterpretationen von körperlichen
Reaktionen Schuld an der unrealistischen Angst. Verschiedene Strategien
können helfen, die körperlichen Reaktionen unter Kontrolle zu bringen.
Diese Strategien könnte ein Patient nun unter dem Tomographen
ausprobieren. Der Phobiker würde dann direkt erfahren, welche Strategie
am besten hilft, die Überreaktionen des Körpers zu dämmen. Andersrum
könnten auch Krankheiten wie Depressionen, die durch eine Unterfunktion
bestimmter Gehirnareale ausgelösst werden mit dieser Methode
beeinflusst werden.
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Trotz Lärm hatten die Versuchspersonen
beim Brain Pong viel Spaß
| Ferner
wurde das Prinzip des Neurofeedback auch schon von Niels Birbaumer
benutzt um „Locked-In“ Patienten zu helfen. Meistens wird diese
Krankheit durch die Nervenerkrankung Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
hervorgerrufen. Diese führt zur Zerstörung motorischer Neuronen, und
damit zum kompletten Verlust der Beweglichkeit. Was bei der Taubheit in
der Fingerspitze anfängt, endet in vielen Fällen mit der völligen
Gelähmtheit. Das noch intakte Bewusstsein dieser Patienten wird damit
in einen starren Körper eingeschlossen. Jahrelang wusste die Medizin
nicht einmal, dass diese Patienten noch bei Bewusstsein sind, doch sie
sind oft so klar wie eh und je. Nur können sie das nicht mehr
kommunizieren. Jedenfalls nicht ohne Hilfe. Niels Birbaumer von der
Universität Tübingen schaffte es jedoch durch die Einsetzung des
klassischen Elektro-Enzephalograms (EEG) und des Prinzip Neurofeedback
die Patienten kurze Briefe schreiben zu lassen.
Bei der
Methode des EEG werden dem Patienten Elektroden an den Kopf gesetzt,
die dann elektrische Gehirnaktivitäten aufnehmen. Im Unterschied zum
fMRT ist das EEG zwar beim räumlichen Lokalisieren von Gehirnregionen
nicht so präzise, dafür aber zeitlich genauer, also schneller wie das
fMRT. Ähnlich wie beim Brain Pong Spiel, lernen die Patienten auch bei
diesem bildgebenden Verfahren ihre Gehirnaktiviät zu steuern. Die
Aktivitäten werden durch das EEG aufgenommen, und dienen der
Selektierung von Buchstaben aus dem Alphabet. Die Buchstaben werden
dabei jeweils in zwei Hälften verteilt. Ist die Gehirnaktivität hoch,
wird die obere Hälfte genommen, ist sie niedrig die Untere. Die
selektierte Hälfte wird dann wiederum geteilt und so weiter bis ein
Buchstabe übrig bleibt. Zwar ist der Prozess sehr langsam und mühselig,
doch er funktioniert bei einem drittel der Patienten.
Auch die
Locked-In Patienenten erlernen also, ihre eigene Gehirnaktivät bewusst
zu beeinflussen. Das Erlernen dieser Methode ist jedoch sehr
beschwerlich, daher geben viele Patienten zu früh auf. Beim Brain Pong
Spiel Rainer Goebels dagegen, haben die Versuchspersonen soviel Spass,
dass sie es gerne in Kauf nehmen mehrere Stunden in der lärmenden Röhre
des fMRT Scanners zu verbringen. Daher auch die Hoffnung, Patienten wie
gesunden Testpersonen die Kontrolle der Gehirnaktivät spielerisch bei
zu bringen.
Mehr im Internet:
Elektroenzephalographie (EEG)
Funktionelle Magnetresonanz Tomographie (fMRI)
Website Rainer Goebel
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Berlin,
den 10.02.2012
