Stellen Sie sich das Gehirn wie eine riesige Stadt bei Nacht vor. In jedem Viertel leuchten und erlöschen gleichzeitig Tausende von Lichtern. Auf den ersten Blick scheint es ein chaotisches Flackern zu sein. Aber wenn man lange genug beobachtet, kann man Muster erkennen: Wenn ein Mensch sich freut, ist das „Lichtmuster“ eines, wenn er sich sorgt, ein ganz anderes.
Genau damit beschäftigt sich eine neue Studie, die in Nature Computational Science veröffentlicht wurde.
Wissenschaftler arbeiteten mit 18 Epilepsiepatienten, denen aus medizinischen Gründen bereits Elektroden ins Gehirn implantiert worden waren. Während die Teilnehmer emotionale Bilder und Videos betrachteten, bewerteten sie ständig ihre Gefühle: Wie angenehm oder unangenehm war die Emotion und wie stark war sie. Gleichzeitig zeichnete ein Computer die elektrische Aktivität des Gehirns auf.
Anschließend brachten die Forscher einem künstlichen Intelligenz bei, nach Zusammenhängen zwischen diesen Signalen und dem, was der Mensch fühlt, zu suchen. Das Ergebnis war, dass das System den emotionalen Zustand praktisch in Echtzeit ziemlich genau bestimmen konnte.
Das Interessanteste stellte sich jedoch anders heraus. Zuvor analysierten die meisten ähnlichen Studien nur die Aktivität der grauen Substanz des Gehirns – dort, wo sich die Körper der Neuronen befinden. Aber die Autoren beschlossen, auch die Signale der weißen Substanz hinzuzufügen – die eigentlichen „Kabel“, die verschiedene Gehirnbereiche verbinden.
Es stellte sich heraus, dass gerade auf diesen Nervenbahnen eine riesige Menge an Informationen über Emotionen fließt. Wenn das Modell sowohl graue als auch weiße Substanz gleichzeitig berücksichtigte, nahm seine Genauigkeit merklich zu.
Noch vor wenigen Jahren galt die Meinung, dass Emotionen hauptsächlich in einzelnen Strukturen entstehen, zum Beispiel in der Amygdala. Die neue Arbeit zeigt ein komplexeres Bild: Ein Gefühl lebt nicht in einem einzigen Bereich des Gehirns. Es entsteht durch das koordinierte Zusammenspiel eines ganzen Netzwerks, das die Hirnrinde, den Thalamus, das limbische System und die sie verbindenden Nervenbahnen umfasst.
Aber hier stellt sich eine interessante philosophische Frage.
Wenn ein Computer feststellen kann, dass eine Person besorgt oder froh ist, bedeutet das dann, dass er ihre Gefühle „gelesen“ hat?
Nicht ganz.
Der Algorithmus erkennt Muster der elektrischen Aktivität, die normalerweise bestimmte Erlebnisse begleiten. Das ist wie bei der Wettervorhersage. Anhand von Wolken, Luftfeuchtigkeit und Druck kann man fast fehlerfrei Regen vorhersagen, aber die Geräte selbst spüren weder den Geruch von feuchter Erde noch die Kühle der ersten Tropfen.
So ist es auch hier. Die künstliche Intelligenz hat gelernt, Emotionen vorherzusagen, aber das bedeutet noch nicht, dass sie aus erster Hand weiß, was Freude, Angst oder Liebe ist.
Für die moderne Neurowissenschaft ist dies ein sehr wichtiges Ergebnis. Es steht im Einklang mit den Theorien der prädiktiven Verarbeitung, nach denen das Gehirn ständig Vorhersagen über das Geschehen im Körper und in der Außenwelt erstellt. Emotionen entstehen dabei nicht als einzelne „Glücksknöpfe“ oder „Angstzentren“, sondern als Ergebnis eines kontinuierlichen Vergleichs der Erwartungen des Gehirns mit dem, was tatsächlich geschieht.
Die Studie hat auch Einschränkungen. Alle Teilnehmer waren Epilepsiepatienten, daher können die Ergebnisse nicht automatisch auf die gesamte Bevölkerung übertragen werden. Darüber hinaus bewerteten die Teilnehmer ihre Emotionen selbst, und der Echtzeitmodus konnte bisher nur bei vier Personen getestet werden.
Dennoch zeigt die Arbeit, wie schnell sich der Bereich der Neurotechnologie entwickelt. In Zukunft könnten solche Systeme helfen, den Beginn einer Depression, eines Angst- oder emotionalen Zusammenbruchs zu erkennen, noch bevor eine Person das Geschehen wahrnimmt. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung psychischer Störungen.
Gleichzeitig stellt sich eine neue ethische Frage: Wenn die Technologie eines Tages lernt, unsere Emotionen anhand der Gehirnaktivität sehr genau zu erkennen, wo sollte die Grenze zwischen medizinischer Hilfe und dem Recht des Menschen auf die Unverletzlichkeit seiner inneren Welt gezogen werden? Genau diese Frage wird vielleicht eine der größten Herausforderungen für die Neurowissenschaft in den kommenden Jahren sein.
