Forschung mit Köpfchen: Großes Rätsel Geist

Wer es mit dem Sechzigtausendfachen des Erdmagnetfelds aufnehmen will, sollte erst einmal die Hosentaschen leeren: Kleingeld und Schlüssel haben keine Chance gegen das Magnetfeld, das sich im Keller der Rost- und Silberlaube der Freien Universität hinter dicken Betonmauern verbirgt. Erzeugt im Inneren eines Magnetresonanztomografen (MRT), hilft es Studierenden, Doktoranden, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, das menschliche Gehirn und die Wahrnehmung noch besser zu verstehen.

Der MRT-Scanner gehört zu den Laboren des Center for Cognitive Neuroscience Berlin, kurz CCNB, die am Mittwoch ihr zehnjähriges Bestehen feiern. Forscherinnen und Forscher unterschiedlicher Disziplinen können hier dem Gehirn beim Denken zuschauen, es täuschen und bestimmte Prozesse aktivieren oder blockieren, um herauszufinden, wie das Gehirn mit diesen Störungen umgeht. Auch das Messen der Hirnströme (EEG) und Aufzeichnen der Augenbewegungen (Eye Tracking) ist am CCNB möglich.

Angegliedert sind die Spezial-Labore an den Fachbereich Erziehungswissenschaft und Psychologie – und deshalb in der universitären Forschung etwas ganz Besonderes. „Dass in den Geisteswissenschaften ein eigener MRT zur Verfügung steht, ist schon extrem selten“, sagt Felix Blankenburg, Professor für Psychologie an der Freien Universität und Leiter des Arbeitsbereichs Neurocomputation and Neuroimaging. „Aber dass schon Bachelor-Studierende das Labor für eigene Studien nutzen können, ist vermutlich weltweit einmalig.“

Die Lehre soll von Spitzenforschung profitieren

Für Professor Hauke Heekeren, Geschäftsführender Leiter des CCNB und Vizepräsident der Freien Universität Berlin, ist dieser Schritt nur konsequent. „Die Lehre soll bei uns stark von der Spitzenforschung profitieren“, sagt der Neurowissenschaftler. „Diesen Anspruch lösen wir bereits im Grundstudium ein.“ Eine besonders intensive Nutzung der Labore ermögliche der sich an den Bachelor anschließende internationale Masterstudiengang „Social, Cognitive and Affective Neuroscience“ – die Abkürzung SCAN sei kein Zufall. „Bereits vom ersten Tag an werden die Studierenden im SCAN-Master an die praktische Forschung herangeführt“, erläutert Hauke Heekeren.

Und sie profitierten von der guten Vernetzung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Kooperationen bestehen unter anderem mit der neu eröffneten Max-Planck-School of Cognition, der an der Humboldt-Universität angesiedelten Berlin School of Mind and Brain sowie der International Max Planck Research School on the Life Course (LIFE).

Entsprechend begehrt sind die verfügbaren Zeiten für die Nutzung der Laborräume, das Magnetfeld ist im Dienst der Forschung im Dauereinsatz. Zeichnet der Scanner auf, dröhnt ein dumpfes Brummen durch den kleinen Raum. An der Wand zeugt ein großes weißes Regal vom Erfindungsreichtum der Forscherinnen und Forscher: eine Gummihand, Legosteine, halbierte Tischtennisbälle und Fußpedale liegen in den Fächern – nur einige der Hilfsmittel, die für Studien zum Einsatz kommen. Da elektrische Geräte das Spannungsfeld des MRT stören, müssen alle Tests mit analogen Versuchsaufbauten ausgeführt werden.

So vielfältig wie die Ausstattung sind auch die Studien am CCNB. Arthur Jacobs, Professor für Allgemeine und Neurokognitive Psychologie und Initiator der Labore, ließ Probanden „Harry Potter“-Romane lesen, um nachzuverfolgen, was im Gehirn passiert, wenn eine Geschichte Leser so fesselt, dass sie alles um sich herum vergessen. Seine Doktorandin Teresa Sylvester erforscht aktuell, wie Kinder Wortbedeutungen emotional erfassen, beispielsweise bei dem Begriff „Herz“, der für mehr steht als für ein Körperorgan.

Wie regulieren wir Angst und Euphorie?

Am Arbeitsbereich Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaft spielte Hauke Heekeren Probanden in einer Studie Videos vor, die sogenannte Basejumper – Menschen, die sich mit einem Fallschirm ausgerüstet von Hochhäusern, Brücken oder anderen festen Objekten in die Tiefe stürzen – mit ihrer Helmkamera während des freien Falls aufgenommen hatten.

Der Neurowissenschaftler wollte herausfinden, wie Menschen Emotionen – in diesem Fall: Angst und Euphorie – regulieren. Sein Doktorand Rasmus Bruckner wiederum nutzt das MRT derzeit, um zu untersuchen, welchen Einfluss das Alter auf Lern- und Entscheidungsprozesse hat.

Am Arbeitsbereich Neural Dynamics of Visual Cognition unter Radoslaw Cichy wird an der Schnittstelle von maschinellem Lernen und visueller Wahrnehmung geforscht. Doktorandin Siying Xie untersucht die Gehirnaktivität, die sich manifestiert, wenn man tatsächlich etwas vor sich sieht und vergleicht sie mit Hirnströmen, die eine Vorstellung hervorrufen, wenn man etwas nur vor seinem geistigen Auge sieht.

Die im Regal liegende Gummihand sollte Probanden vorgaukeln, es sei ihre eigene: Timo Torsten Schmidt, Postdoktorand am Arbeitsbereich Neurocomputation and Neuroimaging, zeigte den Testpersonen, wie die direkt vor ihnen liegende Gummihand berührt wurde. Aus den Messdaten konnte der Wissenschaftler herauslesen, dass die Probanden die Berührung tatsächlich selbst zu spüren glaubten - ebenso wie sie bei einem anderen Versuch meinten, Alltagsgeräusche zu hören, obwohl sie akustisch völlig abgeschirmt im Scanner lagen.

Mehr als 400 Forschungsreihen wurden am CCNB bislang durchgeführt, 10.000 Probanden im MRT gescannt. Für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren die vergangenen zehn Jahre aber erst der Anfang: „Zwar wisse man schon sehr viel über das Gehirn“, sagt Psychologie-Professor Felix Blankenburg. „Aber wie der Geist funktioniert, ist nach wie vor ein ganz großes Rätsel.“

Der Magnetresonanztomograf im Keller der Rost- und Silberlaube wird demnach auch in den kommenden Jahren für die Wissenschaft weiter von großem Nutzen sein.

Anne Kostrzewa