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Rolf Degen: Sehzentrum mit Fingerspitzengefühl

Visueller Kortex bei Blinden umfunktioniert - Verarbeitung von Tastempfindungen

Mehr als die Hälfte aller Nervenzellen (Neuronen) des Gehirns wirken wahrscheinlich an der Verarbeitung optischer Sinneseindrücke mit. Bei Menschen, die von Geburt an blind sind, erhalten all diese Zellen keine entsprechenden Daten. Sie müßten demnach über freie Kapazitäten verfügen. Wie schon länger bekannt ist, wird das Sehzentrum Blinder tatsächlich durch "artfremde" Empfindungen in Erregung versetzt. Jetzt konnten Forscher auch nachweisen, daß der visuelle Kortex nach dem Wegfall des Augenlichtes wirklich Daten aus anderen Sinneskanälen analysiert.

Alle Sinnesmodalitäten werden in der Großhirnrinde (Kortex) durch getrennte Anlaufstellen, die primären Projektionsareale, repräsentiert. Optische Eindrücke aus der Netzhaut treffen im visuellen Kortex, der Sehrinde im Hinterhauptslappen, ein. Schon lange fragen sich Forscher, was mit diesem Organ geschieht, wenn es nicht mehr mit Sehwahrnehmungen beliefert wird. Mit Hilfe eingepflanzter Elektroden fand man vor einigen Jahren heraus, daß visuelle Neuronen blinder Affen aktiviert werden, wenn die Tiere ihren Tastsinn gebrauchen.

In jüngerer Zeit hat man solche Vorgänge mit verschiedenen Verfahren auch beim Menschen nachgewiesen, wie die Psychologin Brigitte Röder von der Universität Marburg in der Zeitschrift "Psychophysiology" (Bd. 34, S. 292) berichtet. Beim Lesen von Blindenschrift produzierten Blinde sogenannte ereigniskorrelierte Potentiale, elektrische Gehirnreflexe, die mit dem Elektro-Enzephalogramm genau über der Sehrinde zu registrieren waren. Mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie zeigten japanische Forscher, daß das Berühren und Entziffern von Braille den Energieverbrauch über weite Gebiete im visuellen Kortex erhöht. Studien mit der funktionellen Kernspintomographie kamen zum gleichen Befund.

Bisher war allerdings offengeblieben, ob die aktivierte Sehrinde einen funktionalen Beitrag zur Entschlüsselung des sensorischen Reizes leistet. Die Marburger Forscherin hat erst kürzlich nachgewiesen, daß auch Hörreize ereigniskorrelierte Potentiale im visuellen Kortex hervorrufen. Die Sehrinde scheint demnach einen eher unspezifischen Beitrag zu liefern. Es ist nicht auszuschließen, daß der visuelle Kortex lediglich "mitschwingt", wenn benachbarte Sinneszentren durch ihre Wahrnehmungen erregt werden. Schließlich ist die Sehrinde blinder Menschen wahrscheinlich leicht zu aktivieren, weil die chemischen Vorgänge, die Nervenimpulse hemmen, dort abgeschwächt sind.

Die Funktion der Sehrinde ließe sich genauer verstehen, wenn man sie auf Knopfdruck ein- und ausschalten könnte. Genau dies ist einer Forschergruppe um Leonardo G. Cohen von den National Institutes of Health in Bethesda, jetzt mit dem Verfahren der transcranialen Magnetstimulation gelungen ("Nature", Bd. 389, S. 180). Eine Spule, die über den Kopf der Versuchsperson gehalten wird, erzeugt bei einer Stromstärke von 8000 Ampere ein starkes pulsierendes Magnetfeld. Dieses durchdringt die Schädeldecke und induziert Entladungen in Nervenzellen. Die Neuronen werden dadurch vorübergehend funktionsuntüchtig.

Die blinden Versuchspersonen und eine Kontrollgruppe Sehender hatten die Aufgabe, entweder Blindenschrift oder gestanzte arabische Schriftzeichen abzutasten und zu identifizieren. Während dieser Übung wurden verschiedene Regionen ihrer Großhirnrinde mit Hilfe der Magnetspule kurzzeitig abgestellt. Nur die Blinden wurden dadurch beim Abtasten der verschiedenen Schriftzeichen gestört. Während der Magnetstimulation im visuellen Kortex machten sie viele Fehler und berichteten immer wieder über eine verzerrte Tastempfindung. Sie meinten zum Beispiel, daß Zeichen fehlten, sich falsch anfühlten oder daß imaginäre Punkte und Zeichen vorhanden seien. Durch diese Ergebnisse wird nun zum ersten Mal eindeutig belegt, daß die Sehrinde Blinder die Verarbeitung taktiler Reize übernimmt und dabei unverzichtbare Arbeit leistet. Sehende strengen offenbar ihren visuellen Kortex nicht an, wenn sie tastbare Informationen analysieren.

Wo genau im Gehirn blinder Menschen taktile Sinneseindrücke ihre eingefahrenen Bahnen verlassen und auf das artfremde visuelle Territorium überspringen, ist noch ungeklärt. Die primären Projektionsareale selbst kommen dafür nicht in Frage, weil sie keine Querverbindungen unterhalten. Erst die übergeordneten Zentren, die Geräusche, Tastempfindungen, Sehreize und andere Eindrücke zu einer gemeinsamen Wahrnehmung verbinden, verfügen über die nötigen Verbindungen. Möglicherweise leitet der Scheitellappen die Informationen aus dem Tastsinn über Rückkoppelungsschleifen in das Sehzentrum im Hinterhauptslappen um.

Die Befunde eröffnen einen neuen Blick in die Funktionsweise des Gehirns. Es ist demnach anscheinend gar nicht so wichtig, an welchem Ort die Informationen verarbeitet werden. Verschiedene Abteilungen können für ein und dieselbe Analyse herangezogen werden, wenn die eingehenden Daten eine geordnete Struktur besitzen. Das ist vermutlich auch der Grund dafür, warum viele Blinde ihr Defizit durch gesteigerte Leistungen in anderen Sinneskanälen, zum Beispiel beim Gehör oder Tastsinn, ausgleichen.

(Aus: Frankfurter Allgemeine. Zeitung für Deutschland. (FAZ) vom 05.11.97, Rubrik Natur und Wissenschaft)

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