Mittwoch, 15. Januar 2014

Ultraschall weckt Super-Sinn beim Menschen


Symbolbild: Menschliches Gehirn | Copyright: jens-langner.de

Blacksburg (USA) - US-Forscher haben herausgefunden, dass Ultraschall, wenn er auf das menschliche Gehirn gerichtet wird, die Hirnaktivität derart verändern kann, dass die menschlichen Sinneswahrnehmung deutlich erhöht wird.

Wie die Forscher um William "Jamie" Tyler vom Virginia Tech Carilion Research Institute aktuell im Fachjournal "Nature Neuroscience" berichten, konnten sie anhand von Experimenten erstmals zeigen, dass schwacher transkranial-fokussierter Ultraschall, wenn er auf eine bestimmte Hirnregion konzentriert wird, die menschliche Hirnaktivität dahingehend modulieren kann, dass die Sinneswahrnehmung merklich verstärkt wird.


In ihren Versuchen richteten die Forscher den fokussierten Ultraschall auf eine Region der Großhirnrinde, die sensorische Informationen der Hände verarbeitet. Um den Mittelarmnerv zu stimulieren, platzierten die Forscher am Handgelenk der freiwilligen Testpersonen eine kleine Elektrode. Zugleich dokumentierten sie die Hirnreaktionen mit Hilfe eines EEG. Bevor sie dann den Nerv stimulierten, richteten sie den Ultraschall auf besagte Hirnregion.


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Aus diesen Experimenten ging hervor, dass der Ultraschall sowohl das EEG-Signale reduzierte und auch die Hirnwellen, die für die Entschlüsselung der Informationen der taktilen Stimulation verantwortlich sind, abschwächte. Danach führten die Forscher zwei klassische neurologische Tests zur physischen Empfindsamkeit durch: Zum einen die sogenannte Zwei-Punkt-Diskrimination, mit der man die Fähigkeit testet, zwei taktile Reize räumlich voneinander unterscheiden zu können, und zum anderen die sogenannte Frequenzdiskrimination, bei der der Proband die Frequenz von kleinen Luftstößen bestimmen soll.


Das Ergebnis war selbst für die Forscher unerwartet: Jene mit dem Ultraschall behandelten Testpersonen zeigten eine signifikant verbesserte Fähigkeit bei der Durchführung der beiden taktilen Tests.


"Unsere Beobachtungen erstaunen uns selbst", gestehet Tyler ein. "Selbst wenn die mit der taktilen Stimulation einhergehenden Hirnwellen abgeschwächt wurden, schnitten die Testpersonen in den jeweiligen Tests besser ab."


Doch warum, so fragen sich die Wissenschaftler, sollte die Unterdrückung von Hirnreaktionen auf sensorische Stimulation zu einer erhöhten Wahrnehmung führen? Tyler selbst spekuliert, dass der Ultraschall ein wichtiges neurologisches Gleichgewicht herstellen könnte: "Es scheint paradox, aber wir vermuten, dass die speziellen Ultraschallwellen, die wir in unserer Studie verwendet haben, das Gleichgewicht der synaptischen Hemmung ausgleicht und zu einer Anregung benachbarter Neuronen in der Großhirnrinde führt. Darüber hinaus glauben wir, dass der gezielte Ultraschall das Gleichgewicht zwischen der akuten Anregung und der Hemmung bestimmter sensorischer Reize in der anvisierten Hirnregion verändert und das diese Veränderung die räumliche Ausbreitung der Anregung als Reaktion auf den Reiz zu einer funktionellen Verbesserung der Wahrnehmung führt.


Um zu verstehen, wie genau dieser Effekt eingegrenzt werden kann, bewegten die Forscher den akustischen Strahl in verschiedenen Richtungen von der ursprünglich anvisierten Region weg, wobei der Effekt schwächer wurde und verschwand.


"Das bedeutet, dass wir den Ultraschall auf Regionen ausrichten können, die so klein wie eine Schokolinse sind", so Tyler. "Dieses Entdeckung stellt eine neue Form der noninversiven Veränderung der menschlichen Hirnaktivität mit einer deutlich besseren räumlichen Auflösung als die beiden bislang eingesetzten Hirn-Stimulationsmethoden (Transkranielle Magnetstimulation und Externe kraniale Neurostimulation) dar."


Mit Hilfe der neuen Methode erhoffen sich die Forscher zukünftig auch noch präzisere Karten der stark miteinander verbundenen synaptischen Kreisläufe im menschlichen Gehirn erstellen und damit die Funktionsweise des Gehirns noch besser verstehen zu können. Zudem könnte sie bei der Behandlung von neurodegenerativen Störungen, psychiatrischen Krankheiten und Verhaltensstörungen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus stattet die Methode Neurowissenschaftler mit einem mächtigen neuen Werkzeug zur Erforschung der Funktion des gesunden Gehirns aus und ermöglicht dadurch neue Erkenntnisse über Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und das Denken.


"In der Neurowissenschaft ist es sehr einfach, Dinge zu zerstören", so Tyler abschließend. "Wir können Sie von etwas ablenken, Sie sich taub fühlen lassen oder ihre optischen Eindrücke mit Illusionen verwirren. Es ist einfach, Dinge und Zustände zu verschlechtern aber sehr viel schwerer hingegen, Dinge zu verbessern. Diese neuen Entdeckung zeigt uns aber, dass wir auf dem richtigen Weg sind."

+ + + GreWi-Kommentar
Es wäre sicher interessant, auf der Grundlage dieser Beobachtung zu untersuchen, ob derartige Phänomene auch andere Sinne und Wahrnehmungsfähigkeiten, vielleicht auch jene, die über das Physische hinausgehen verstärken können und ob mit dieser Methode vielleicht sogar bestimmte "über-sinnliche" Wahrnehmungen herbeigeführt werden können.

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Quelle: vt.edu
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