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Bildgebung: MRT-Hirnscanner verzerrt die Wahrnehmung

Das Magnetfeld eines Hirnscanners verändert die räumliche Aufmerksamkeit. Dies könnte Konsequenzen für zukünftige neurowissenschaftliche Studien haben.
Frau liegt in MRT-Gerät

Mit der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) lässt sich das arbeitende Gehirn sichtbar machen. Nun haben Tübinger Hirnforscher herausgefunden, dass das bei dem Verfahren erzeugte Magnetfeld selbst unsere Gehirnleistungen beeinflusst und die räumliche Aufmerksamkeit verzerrt.

Ein MRT-Gerät erzeugt ein sehr starkes Magnetfeld, dessen Stärke in Tesla angegeben wird. In der Regel werden Tomografen von 1,5 bis 7 Tesla verwendet. Zum Vergleich: Das magnetische Feld eines 7-Tesla-Geräts ist etwa 140 000-mal stärker als das Erdmagnetfeld. Trotzdem ist eine MRT-Untersuchung unbedenklich und für den Körper nicht schädlich. Allerdings wird manchen Menschen etwas schwindelig, wenn sie in der Röhre liegen oder zu schnell aus dieser herausgefahren werden. Dass das Verfahren jedoch grundlegenden Einfluss auf die Wahrnehmung hat, ist neu.

Aus vorherigen Studien wusste man bereits, dass das MRT-Feld Auswirkungen auf das Gleichgewichtsorgan im Innenohr hat. Die Wirkung ähnelt jener, die bei einer natürlichen Bewegung des Kopfes nach links oder rechts auftritt. In dem Fall kommt es zum vestibulookulären Reflex: Das Auge versucht, das Bild auf der Netzhaut durch gegenläufige Blickbewegungen zu stabilisieren, so dass ein Objekt weiterhin fixiert werden kann. Dass sich der Effekt auch auf das fMRT-Signal in Bereichen der Hinrinde auswirken kann, zeigte Marianne Dietrich von der Ludwig-Maximilians-Universität München bereits 2016.

Das Forscherteam um den Neurologen Hans-Otto Karnath vom Hertie-Institut für Klinische Hirnforschung in Tübingen ging nun der Frage nach, ob sich bei MRT-Scans auch die räumliche Wahrnehmung der Probanden verändert.

Die Wissenschaftler untersuchten hierzu 17 gesunde Freiwillige in einem 3-Tesla-MRT-Scanner im Vergleich zu Bedingungen ohne den Einfluss eines Magnetfelds. In beiden Fällen lagen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in völliger Dunkelheit auf einer Liege und sahen über einen Spiegel auf einen Bildschirm. Ihre Aufgabe war es, auf dem dunklen Screen nach schwachen Lichtreizen Ausschau zu halten. Währenddessen erfassten die Forscher ihr Blickverhalten mittels Eyetracking.

»Diese Beobachtungen erinnerten uns stark an Wahrnehmungsstörungen, wie sie nach Schlaganfällen auftreten können«(Hans-Otto Karnath, Neurologe)

Es stellte sich heraus, dass sich die Augenbewegungen aller Probanden im Magnetfeld deutlich veränderten. Es trat bei ihnen der vestibulookuläre Reflex mit ruckartigen, linksläufigen Blickbewegungen auf. Aber auch ihre räumliche Aufmerksamkeit veränderte sich im Einfluss des Magneten: Befanden sich die Probanden außerhalb der Röhre, so war ihre Aufmerksamkeit vor allem auf die Mitte des Bildschirms gerichtet. In der Röhre hingegen driftete ihr Blick zur rechten Seite ab, so dass sie die linke Hälfte bei der Suche nach Lichtreizen ignorierten. Dasselbe Verhalten trat auch dann auf, wenn die Probanden ausdrücklich gebeten wurden, einfach geradeaus auf das Zentrum des Bildschirms zu schauen.

»Diese Beobachtungen erinnerten uns stark an Wahrnehmungsstörungen, wie sie nach Schlaganfällen auftreten können«, erklärt Neurologe Karnath. »Patientinnen und Patienten mit so genanntem räumlichem Neglect vernachlässigen Reize in einer Seite des Raums. Sie lesen zum Beispiel nur die rechte Hälfte einer Zeitung oder laufen gegen die linke Seite des Türrahmens, weil sie ihn dort übersehen.«

Laut den Forschern sendet das Gleichgewichtsorgan Informationen an verschiedene Regionen im Gehirn, darunter den Schläfen- und den Scheitellappen. Diese Bereiche nutzen diese Informationen, um eine egozentrische Raumrepräsentation zu erzeugen. Es sind im Übrigen dieselben Hirnregionen, die auch bei einem Neglect betroffen sind.

Auf jeden Fall sollte die verfälschte räumliche Aufmerksamkeit in zukünftigen Studien berücksichtigt werden. Möglicherweise kann das beobachtete Phänomen auch dazu genutzt werden, um Schlaganfallpatientinnen und -patienten mit Neglect zu therapieren und eine dauerhafte Veränderung ihrer Raumwahrnehmung zu bewirken, schreiben die Autoren. In weiteren Schritten wollen Karnath und seine Kollegen daher untersuchen, wie der Effekt durch andere Feldstärken beeinflusst wird und ob er auch über längere Zeit anhält.

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