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News: Symmetrie durch Beobachtung

Bei gleichzeitiger Bewegung beider Hände neigt der Mensch sehr stark zur Spiegelsymmetrie, und dies wurde bislang mit der Aktivierung spiegelbildlicher Muskeln begründet. Nun haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Steuerung offenbar durch die Wahrnehmung erfolgt: Äußerlich symmetrische und damit einfach wahrnehmbare Bewegungen scheinen besonders gut steuerbar, unabhängig von den beteiligten Muskeln.
Wir tendieren dazu, beidhändige Bewegungen spiegelbildlich zu synchronisieren. Unsymmetrische Bewegungen können sogar unwillkürlich in symmetrische übergehen – besonders bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten. Wie ist diese spontane Symmetrietendenz bei beidhändigen Bewegungen zu erklären?

Bislang favorisierten die meisten Forscher die nahe liegende Idee, dass die Neigung zu symmetrischen Bewegungen mit der symmetrischen Struktur des Körpers und des Nervensystems zusammenhängt, und dass die symmetrische Bewegung der Hände auf der Tendenz zur gemeinsamen Aktivierung anatomisch spiegelbildlicher Muskeln beruht. Denn diese so genannten homologen Muskeln können wie spiegelbildliche Gebiete in den Hirnhälften und im Rückenmark erstens leicht gemeinsam aktiviert werden, und sind zweitens über neuronale Wege miteinander verbunden, die selbst wiederum eine besonders intensive und effektive "Express-Kommunikation" ermöglichen.

Franz Mechsner und seine Kollegen des Max-Planck-Instituts für Psychologische Forschung hatten jedoch eine andere Theorie, die sie in mehreren Experimenten prüften. Zunächst untersuchten sie das klassische Beispiel für die Symmetrietendenz: die beidhändige "Fingeroszillation". Dabei bewegt eine Versuchsperson zum Takt eines Metronoms beide nebeneinander nach vorn ausgestreckten Zeigefinger gemeinsam nach links und rechts. Oberhalb einer kritischen Frequenz wechselten die meisten unwillkürlich von diesem "parallelen" Bewegungsmodus in einen spiegelsymmetrischen, bei dem sich die Zeigefinger im Takt gegeneinander bewegen. Symmetrische Fingerbewegungen dagegen blieben stets stabil.

In einem zweiten Versuch erweiterten die Wissenschaftler die Anordnung auf einfache Weise, indem sie die Handstellung der Probanden veränderten. Diese hielten eine ihrer Handflächen nach oben, die andere nach unten, und wiederholten die symmetrischen und parallelen Bewegungsmuster. Bei dieser inkongruenten Handposition werden beim parallelen Bewegungsmuster homologe Muskeln aktiviert, deshalb sollte dieses nach der gängigen Theorie stabiler sein als das symmetrische.

Das Gegenteil war jedoch der Fall: Die symmetrischen Bewegungsmuster waren weitaus stabiler als die parallelen. Bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten kamen spontane Übergänge vom parallelen in den symmetrischen Bewegungsmodus vor, niemals jedoch Übergänge in die umgekehrte Richtung. Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass Menschen zu Bewegungen neigen, die symmetrisch aussehen und sich symmetrisch anfühlen. Da Spiegelsymmetrie gut erkennbar und beurteilbar ist, seien symmetrisch gestaltete Bewegungen möglicherweise besonders leicht zu überwachen und zu steuern. Welche Muskeln dabei aktiv werden oder welche Nervensignale dabei gegeben werden, spiele keine Rolle.

Im abschließenden Experiment drehten die Versuchpersonen beidhändig an für sie unsichtbar unter einem Tisch befestigten Kurbeln, die über ein Zahnradsystem mit zwei sichtbaren Zeigern verbunden waren. Um eine gleichmäßige symmetrische oder gegenläufige Bewegung dieser Zeiger zu erreichen, mussten die Probanden die Kurbeln in einem Frequenzverhältnis von 4:3 kreisen lassen – normalerweise eine ungemein komplizierte Aufgabe. Dennoch gelang sie den Versuchspersonen recht gut, indem sie nur auf die kreisenden Zeiger achten und dabei ihre Hände "vergaßen".

Somit konnten die Forscher zeigen, dass sogar höchst komplexe, normalerweise "unmögliche" Bewegungsmuster machbar werden. Denn es kommt nicht darauf an, wie kompliziert eine Bewegung ist, sondern nur wie kompliziert sie aussieht.

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