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Auf der Spur der Rechenkünstler

Dr. Thorsten Fehr vom Zentrum für Kognitionswissenschaften an der Universität Bremen bereitet eine Probandin auf die Tests im MRT vor. Foto: Christian Beneker
Dr. Thorsten Fehr vom Zentrum für Kognitionswissenschaften an der Universität Bremen bereitet eine Probandin auf die Tests im MRT vor. Foto: Christian Beneker

Der Bremer Hirnforscher Thorsten Fehr guckt Menschen ins Oberstübchen, während sie unmögliche Aufgaben lösen.

Im Gehirn des Menschen sind die Nervenzellen so unvorstellbar reich miteinander verknüpft, dass man nicht für jede einzelne mentale Funktion ein bestimmtes Hirnareal finden werde, sagt Privatdozent Dr. Thorsten Fehr vom Zentrum für Kognitionswissenschaften an der Universität Bremen. Deshalb erklärt er nach jedem seiner Vorträge gerne: "Gedanken lesen? Das können wir nicht." Trotzdem faszinieren die Leistungen, zu denen das Gehirn im Stande ist: Auf welchen Wochentag fiel Weihnachten des Jahres 1009? Und was ergibt 17 hoch 18? Rüdiger Gamm, ein Zahlen-Genie, dessen Gehirn Fehr untersucht hat, denkt kurz nach und sagt dann: Vierzehntrilliardendreiundsechzig trillionenvierundachtzigbilliarden einhundertzweiundfünfzigbillionen siebenundsechzigmilliardensiebenhundert vierundzwanzigmillionenneunhunderteinundneunzigtausendundneun." Tja.
Solche Wunder hat Gamm beim SWR-Fernsehen und bei anderen Gelegenheiten staunenden Zuschauern präsentiert. Menschen wie er sind "Inselbegabte" oder "Savants". Gamm ist nicht krank, sondern völlig normal, "wenn auch mitunter exzentrisch", sagt Fehr. Viele andere "echte" Savants dagegen sind abgesehen von ihren Geniestreichen eher geistig behindert. Oft leiden sie an Autismus, wie der Amerikaner George Widener, der ebenfalls enorme Rechenleistungen im Kopf erledigt.

Ob Gamms Lösung stimmt, interessiert den Bremer Hirnforscher Fehr allerdings erst in zweiter Linie (sie stimmt, Gamm ist immerhin Vize-Weltmeister der Kopfrechner). Er will vielmehr erfahren, wie Menschen derart verblüffende Leistungen zustande bringen. "Wir wissen, dass kognitive Leistungen dadurch entstehen, dass verschachtelte Zellverbände im Gehirn sich für jede neue Aufgabe neu organisieren", sagt Fehr. Aber was genau tut sich im Gehirn, während es in Sekundenschnelle gewaltige Rechenleistungen vollbringt?

Rechnen im Kernspintomografen

Kopf auf! Das MRT ermöglicht - wie hier in Dr. Thorsten Fehrs MRT-Labor - differenzierte Einblick in das Innenleben des Gehirns und gibt so wichtige Hinweise auf kognitive Funktionen. Foto: Christian Beneker
Kopf auf! Das MRT ermöglicht - wie hier in Dr. Thorsten Fehrs MRT-Labor - differenzierte Einblick in das Innenleben des Gehirns und gibt so wichtige Hinweise auf kognitive Funktionen. Foto: Christian Beneker

Fehr hat Widener und Gamm nach Bremen eingeladen und ihre Gehirne nach allen Regeln der Kunst "in der Röhre" durchleuchtet, während die beiden Savants rechneten. Mit dem Kernspintomografen (MRT) wurde dabei erfasst, wohin beim Rechnen das sauerstoffreiche Blut im Gehirn floss. "Da es so etwas wie einen Atlas des Gehirns gibt, können wir anhand des Blutstroms bestimmen, welche Hirnregionen und damit welche Aspekte der Hirnleistung Rüdiger Gamm einschaltet, wenn es kompliziert wird", erklärt Fehr. Allerdings: "Wenn man in manchen Hirnregionen nichts sieht, heißt das nicht, dass dort auch nichts ist", betont er.

Außerdem sei unklar, ob, wann und wie die Hirnregionen miteinander kommunizieren. "Deshalb greifen wir nicht nur auf die Bildgebung durch den MRT zurück, sondern messen auch Hirnströme und deren Magnetfelder im Gehirn." Wenn verschiedene Neuronennetzwerke miteinander in Kontakt treten, "schwingt ihr Magnetfeld gewissermaßen im gleichen Rhythmus. Daran erkennen wir zum Beispiel, ob sie gerade dabei sind, Informationen auszutauschen", sagt Fehr. Wie die vielen Teile eines Puzzles trug Fehr die Messergebnisse darüber zusammen, wann und wo die Gehirne Gamms und Wideners beim Kopfrechnen agierten. "Wir sind mit unserer Forschung immer noch am Anfang", sagt Fehr, der in diesen Tagen weiter die Daten analysiert, die ihm der MRT geliefert hat. "Aber einige weit reichende Rückschlüsse können wir doch ziehen", setzt er hinzu.

So lässt sich allgemein sagen: je komplizierter die Aufgabe, umso individueller der Lösungsweg, den das Gehirn wählt. So errechneten Gamm und Widener den gleichen Kalendertag in fast völlig verschiedenen Hirnregionen. Einfachere Aufgaben, wie Sehen, Hören oder Riechen, und einfache motorische Muskelsteuerung werden dagegen von den meisten Menschen in ähnlichen Hirnregionen bewältigt – und zwar auf die gleiche Weise. Aber je komplexer es wird, desto virtuoser kombiniert das Hirn seine Fähigkeiten zu ausgeklügelten Strategien – je nachdem, auf welche Art es erlernt hat, Schlüsse zu ziehen. So rechnet manch durchschnittlich Begabter 6 mal 16, indem er 6 mal 6 und 6 mal 10 addiert. Auf 96 kann man aber auch kommen, weil man weiß, dass 3 mal 16 gleich 48 ist. In diesem Fall rechnet das Hirn 2 mal 48 gleich 96.

Mathematik und Gewalt

Thorsten Fehrs Erkenntnisse haben auch auf einem ganz anderen Gebiet Schlagzeilen gemacht: in der Diskussion darüber, ob sogenannte Computer-Killerspiele die Spieler aggressiver oder gar zu Gewalttätern machen. Fehrs Forschungen zeigen: So wenig sich voraussagen lässt, welche Hirnregionen eines Menschen beim Rechnen aktiviert werden, so wenig lässt es sich prognostizieren, ob PC-Killerspiele aus einem Spieler einen Mörder machen. "Wir haben bei Testpersonen andere Muster der Hirnaktivierung bei nachgestellten realen Gewaltszenen gefunden als bei Szenen aus Computer-Killerspielen", sagt Fehr.

Das bedeutet aber nicht, dass Computerspiele automatisch nichts zu tun hätten mit tatsächlich ausgeübter Gewalt. Je nachdem, wie das Gehirn intern "verdrahtet" ist, kann es wie das Gehirn eines Mathematik-Genies verschiedene "verschachtelte Zellverbände im Gehirn" für jede neue Aufgabe neu kombinieren. "Welche Kombination das Hirn wählt, um Killerspiele einzuordnen, hängt auch davon ab, was es grundsätzlich zum Thema Gewalt und Triebkontrolle erlernt hat", sagt Fehr. Allein die Computerspiele für Gewaltexzesse verantwortlich zu machen, dürfte nach Fehrs Ergebnissen nicht zulässig sein.

Für den Hirnforscher sind seine Resultate also nichts für den Elfenbeinturm, sondern von direkter sozialer Relevanz: "Die Ausgrenzung von Menschen mit nicht der Norm entsprechenden Leistungsprofilen sollte nach unseren Forschungen tabu sein!", sagt Fehr. "Auch exzentrische Menschen brauchen die Anerkennung ihrer Stärken."

Mehr unter www.neuropsychologie.uni-bremen.de

5.797 Zeichen, Autor: Christian Beneker

Pressekontakt:

Zentrum für Kognitionswissenschaften

PD Dr. Thorsten Fehr

E-Mail: fehr[at]uni-bremen.de

Erstellungsdatum: 25.11.2011