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Hirnforschung: Wie das Gehirn den Raum hört

Jeder kann lernen, sich wie eine Fledermaus mit Klicks zu orientieren - und zwar relativ exakt. Was dabei im Gehirn vorgeht, haben Forscher nun im Scanner untersucht.
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Vor allem blinde Menschen nutzen Schnalzlaute, die sie mit ihrer Zunge produzieren, oder Klicks mit der Spitze eines Stocks, um wie bei einem Echolot die Größe des umgebenden Raums abzuschätzen. Was dabei im Gehirn vor sich geht, haben nun Forscher der LMU München untersucht. Demnach steckt dahinter ein enges Zusammenspiel zwischen motorischen und sensorischen Arealen. Die Auswertung der Hirnscannerdaten zeigte, dass die Hirnaktivität, die mit dem Zungenschnalzen einhergeht, konstant blieb, das in den sensorischen Arealen verarbeitete Echo aber je nach Raumgröße eine andere Aktivität des Gehirn hervorrief.

Um eine solche Echolokation in der Röhre des Magnetresonanztomografen überhaupt möglich machen zu können, 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 nur um höchstens vier Prozent von der tatsächlichen Größe abwichen. Dies funktionierte allerdings nur dann zufriedenstellend, wenn die Teilnehmer aktiv Klicklaute produzierten, und nicht bloß Aufzeichnungen oder nur das Echo vorgespielt bekamen. Vermutlich benötigt das Gehirn, wenn es den wahrgenommenen Schall korrekt verarbeiten soll, auch die Informationen aus den Zentren der neuronalen Bewegungssteuerung.

Die Technik der synthetischen Klickechos wollen sie nun nutzen, um daraus Schulungsprogramme für blinde Menschen zu entwickeln. Diese könnten dann womöglich die Echoortung mit Klicklauten gezielt trainieren.

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