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Neurowissenschaft: Echolot im Kopf

Vor allem blinde Menschen nutzen Schnalzlaute, die sie mit ihrer Zunge produzieren, um so wie mit einem Echolot die Größe des umgebenden Raums abzuschätzen. Was dabei im Gehirn passiert, haben nun Forscher der LMU München untersucht. Sie haben festgestellt, dass die Hirnaktivität, die mit dem Zungenschnalzen einhergeht, unabhängig vom Raum konstant blieb. Das in den sensorischen Arealen verarbeitete Echo rief hingegen je nach Raumgröße unterschiedliche Signale hervor.

Um eine solche Echolokation in der Röhre des Magnetresonanztomografen überhaupt möglich zu machen, mussten die Forscher um Lutz Wiegrebe tief in die Trickkiste greifen. Sie zeichneten zunächst die akustischen Eigenschaften einer Kapelle auf und errechneten daraus ein Modell, in dem sie nach Wunsch Klickechos produzieren konnten. Im Experiment trugen die in der Röhre liegenden Teilnehmer ein Headset, das per Mikrofon die Schnalzer der Freiwilligen erfasste und diese dann – samt eines realistischen Echos – auf die Kopfhörer einspielte. Am Computer konnten die Wissenschaftler dabei die Größe der virtuellen "Kapelle" beliebig manipulieren.

Die Teilnehmer seien erstaunlich gut darin gewesen, die Größe des Raums abzuschätzen, erklären die Forscher. Ein Proband habe die Raumgrößen so genau nennen können, dass seine Angaben um höchstens vier Prozent von der tatsächlichen Größe abwichen. Das funktionierte aber nur dann, wenn die Teilnehmer aktiv Klicklaute produzierten und nicht bloß Aufzeichnungen oder das Echo vorgespielt bekamen. Demnach benötigt das Gehirn, wenn es den Schall korrekt verarbeiten soll, neben dem sensorischen Input auch die Informationen aus den Zentren der neuronalen Bewegungssteuerung.

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  • Quellen
J. Neurosci. 10.1523/JNEUROSCI, 2017