Neuronale Verarbeitungshierarchie für Theory of Mind

Die Fähigkeit die Gedanken, Wünsche und Absichten anderer zu erkennen wird oft als Gedankenlesen oder Theory of Mind bezeichnet. Dieses menschliche Vermögen ist Grundlage für erfolgreiche zwischenmenschliche Interaktionen. Praktisch betrachtet ist Gedankenlesen in vielen Aspekten unseres Lebens allgegenwärtig, zum Beispiel bei erfolgreicher Kooperation, dem Abschluss von Verträgen und Abmachungen, oder beim Erkennen von Täuschung und Unwahrheit. Defizite im Gedankenlesen und der Beurteilung der Absichten anderer Menschen spielen eine wesentliche Rolle in vielen psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen, wie zum Beispiel Autismus, Schizophrenie oder der Aufmerksamkeit/Hyperaktivitäts-Störung. Diese Beeinträchtigungen im Gedankenlesen beruhen auf Abnormalitäten in Hirnstruktur und Hirnfunktion, was ein genaues Studium der hirnorganischen Grundlagen des Gedankenlesens unerlässlich macht. So wie das Gehirn ganz allgemein ein hoch-komplexes Organ ist, so ist auch die neuronale Implementierung unserer Fähigkeit zum Gedankenlesen ein Zusammenspiel vieler Prozesse und Areale. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist, eine neue und präzisere Beschreibung der involvierten Prozesse beim Gedankenlesen zu finden. Dabei fokussiert das Projekt auf einen rückseitig gelegenen Teil des Gehirns: Den Temporo-Parietal Kortex. Zwei innovative Aspekte des Projekts sind hervorzuheben: (i) Aufbauend auf einer Meta-Studie von über 70 existierenden Hirnforschungsstudien zum Gedankenlesen (Schurz et al., 2014) hat der Antragssteller eine neue experimentelle Aufgabe entworfen, die Gehirnaktivität beim Gedankenlesen genauer aufgliedert auf bisherige Arbeiten. (ii) Der Antragssteller verbringt 2 Jahre in Oxford, um dort eine neue Methode zur Gehirnkartierung zu erlernen. Diese Methode hat kürzlich eine bisher unbekannte strukturelle Organisation im Temporo-Parietal Kortex enthüllt (Mars, Sallet et al., 2012). Die Methode basiert auf einer neuen statistischen Datenauswertemethode welche auf Hirnbildern von nicht-invasiver Magnet- Resonanz Tomographie zurückgreift (Diffusions-Gewichtete Bildgebung). In einer 1-jährigen Rückkehrphase implementiert der Antragssteller sein erworbenes Know-How an der Universität Salzburg in Form einer Datenverarbeitungs-Pipeline, die für andere Forscher zur Verfügung gestellt wird. Im Zuge dessen wird die neue Auswertemethode an bestehenden Datensätzen von klinischen Hirnforschungs-studien aus Salzburg angewandt.

Was macht uns Menschen zur erfolgreichsten Spezies auf dem Planeten? Neuere Forschungserkenntnisse weisen darauf hin, dass unsere stark ausgeprägten sozialen Fähigkeiten eine zentrale Rolle spielen. Im Gegensatz zu unseren Vorfahren tolerieren wir Menschen das Zusammenleben in großen Gruppen, und sind zur Kooperation und dem verfolgen gemeinsamer Ziele fähig. Menschen sind in der Lage, sich auf abstrakte Begriffe wie Religion oder Logik zu einigen, und diese an die nächste Generation weiter zu geben, sodass Wissen nicht verloren geht sondern über die Zeit anwächst. Eine wesentliche Voraussetzung für all diese Leistungen ist die sogenannte "Theory of Mind", das heißt die Fähigkeit, die Gedanke und Absichten anderer zu verstehen. Die Fähigkeit zur Perspektivenübernahme ermöglicht dem Menschen, erfolgreich mit anderen zusammen zu arbeiten, sich über Begriffe zu verständigen, und Wissen weiterzugeben. Wie wichtig diese Fähigkeit ist, zeigt sich bei Beeinträchtigung des sozialen Denkens in klinischen Störungsbildern wie Autismus oder Schizophrenie. Abseits von gesellschaftlicher und klinischer Relevanz ist der Begriff Theory of Mind jedoch auch durch seine Komplexität und Vielschichtigkeit gekennzeichnet. Viele Studien haben mit dem Begriff leicht unterschiedliche Konzepte verbunden, und ein exaktes Verständnis bleibt weiterhin unerreicht. Bildgebende Verfahren bieten einen neuen Zugang zu dieser Fragestellung, da sie es ermöglichen, die genauen Vorgänge im Gehirn während dem Lösen von Theory of Mind Problemen sichtbar zu machen. Trotz dieser Möglichkeit ist es aber bisher nicht gelungen, Theory of Mind Prozesse eindeutig einem klar definierten Gehirnareal oder Netzwerk von Arealen zuzuordnen. Ein Faktor, der dieses Vorhaben erschwert, ist die hohe anatomische Variabilität (in Lage und Position) jener Gehirnareale, die als Kandidaten für Theory of Mind Prozesse gelten. Das gerade abgeschlossene Erwin Schrödinger Projekt nutzte die Methode der konnektivitäts-basierten Lokalisierung von Gehirnarealen, und konnte darauf aufbauend eine neue und genauere Feststellung der Gehirnareale für Theory of Mind erreichen. Konkret wurden Gehirnareale hierbei nicht aufgrund ihrer Lage und Position definiert, sondern aufgrund des Musters ihrer Nervenfaser-Verbindungen zum Rest des Gehirns. Mittels hoch-aufgelöster funktioneller Magentresonanztomographie wurden strukturelle und funktionelle Aufnahmen des Gehirns bei gesunden Erwachsenen gemacht. Die Ergebnisse des Projekts zeigen eine klare Zuordnung von Gehirnaktivität bei Theory of Mind zu einem posterior gelegenen Teil des Temporo-Parietalen Kortex, das als Konnektivitäts-Areal "TPJp" bezeichnet wird. Dieses Ergebnis kann in zukünftigen klinischen Bildgebungsstudien genutzt werden. Es ermöglicht zum Beispiel, die neuronale Basis von Theory of Mind nun bereits anhand struktureller Konnektivitäts-Messungen zu bestimmen, da diese ebenfalls die Identifikation des Areals TPJp ermöglichen.