Das Hirnareal zur Schallver-
arbeitung ist wie ein Mosaik in
einzelne Felder aufgeteilt.
Bild: Gopinath S. / MPI
Was wir hören, entscheidet unser Gehirn. Ob in einer Fabrikhalle, in der ratternde Maschinen Krach machen, oder bei einer Party, auf der Musik und redende Leute durcheinander lärmen: Wenn wir uns unterhalten, können wir die Stimme des Gesprächspartners immer noch aus der Geräuschkulisse herausfiltern. Wie das genau funktioniert, haben Neurophysiologen noch nicht völlig verstanden. Immerhin haben sie inzwischen herausgefunden, dass bestimmte Gehirnareale die Schnecke im Innenohr, die Cochlea, abbilden - und zwar ähnlich wie bei der Netzhaut Punkt für Punkt.
Dieses Abbildung der Cochlea bedeutet, verschiedene Frequenzen aktivieren bestimmte Gruppen von Neuronen des auditorischen Cortex. Das Gehirn analysiert anschließend vermutlich, welche Schallquelle oder Schallquellen eine bestimmte Frequenz abgibt beziehungsweise abgeben. Welche Bereiche des Gehirns für einzelne Frequenzen zuständig sind, konnten Wissenschaftler bislang im Detail nur mit elektrophysiologischen und anatomischen Untersuchungen zeigen, und das auch nur im Gehirn von Tieren, zum Beispiel von Makaken.
Am Menschen werden solche Studien nur selten gemacht. Dafür haben Neurologen das Gehirn des Menschen inzwischen ziemlich gründlich mit der funktionellen Kernspintomografie (fMRI) durchleuchtet, auch den auditorischen Cortex. Die Aktivitätsmuster, die sie darin beim Hören sahen, haben sie oft mit den Studien an den Affen verglichen. "Das ist aber ein schlechter Vergleich", sagt Christopher Petkov, der die Untersuchungen am Tübinger Max-Planck-Institut leitete: fMRI-Aufnahmen des auditorischen Cortex von Affen gab es bislang aber nicht. "Wir haben diese Lücke jetzt geschlossen." Nun können die Wissenschaftler vergleichen, welche Ergebnisse verschiedene Methoden über den auditorischen Cortex der Makaken liefern. Sie können aber auch besser untersuchen, inwiefern sich die neuronalen Schallzentren der Affen und des Menschen ähneln und unterscheiden. Auf diese Weise können sie künftig auch besser untersuchen, wie sich das Gehirn in einer lauten Umgebung auf eine einzelne Schallquelle konzentriert.
In der neue fMRI-Studie haben die Wissenschaftler nicht nur die einzelnen Felder des auditorischen Cortex (ACFs) identifiziert, wie sie es aus den Ergebnissen der früheren Untersuchungen erwartet hatten. Sie haben auch für die meisten Felder Frequenzkarten gezeichnet. Sie haben also festgestellt, wo in einem Feld bestimmte Frequenzen verarbeitet werden. Vier ACFs haben sie dabei erstmals kartografiert. Insgesamt haben sie nun elf ACFs charakterisiert, die sich auf der Hirnoberfläche mosaikartig anordnen. Dabei ergab sich ein periodisches Muster: Über ein Feld hinweg nimmt die verarbeitete Frequenz mit einem Gradienten entweder ab oder zu. Im den daran anschließenden Feldern entwickelt sich die Frequenz genau umgekehrt, so dass sich über den auditorischen Cortex hinweg ein Auf und Ab der Tonhöhen ergibt, für die bestimmte Nerven zuständig sind. Jede Frequenz findet sich daher in jedem ACF wieder.
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