(Andriy Onufriyenko/Getty Images) Trotz der langen Evolutionsgeschichte unserer Spezies kann der Mensch erst seit wenigen tausend Jahren lesen und schreiben. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass wir möglicherweise eine Schlüsselregion des Gehirns „recycelt“ haben, um uns dabei zu helfen, das geschriebene Wort zu verstehen.
In Tests an Rhesusaffen haben Wissenschaftler gezeigt, dass eine Region namens inferiorer temporaler (IT) Kortex im Gehirn des Primaten ist in der Lage, die wesentlichen Informationen bereitzustellen, die wir benötigen, um Buchstabenfolgen in etwas Bedeutungsvolleres umzuwandeln.
Dieses neuronale Verhalten deutet darauf hin, dass Menschen, anstatt neue Bereiche des Gehirns speziell für das Lesen zu entwickeln, möglicherweise dieselbe Gehirnregion umfunktioniert und gleichzeitig die Fähigkeit entwickelt haben, Wörter so zu erkennen, wie sie aufgeschrieben wurden – das sogenannte orthographische Verarbeitung .
„Diese Arbeit hat eine mögliche Verbindung zwischen unserem sich schnell entwickelnden Verständnis der neuronalen Mechanismen der visuellen Verarbeitung und einem wichtigen Primatenverhalten – dem menschlichen Lesen – eröffnet.“ sagt der Neurowissenschaftler James DiCarlo vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Unterer Schläfenkortex oder Gyrus, gelb. ( Gray726/Wikimedia Commons/Public Domain )
Diese Idee, das Gehirn neu zu verdrahten, um geschriebene Wörter zu verarbeiten, war schon mal vorgeschlagen . DiCarlo und seine Kollegen haben zuvor mithilfe funktionaler Funktionen die Rolle des IT-Kortex bei der Reaktion auf Objekte, einschließlich Gesichter, untersucht Magnetresonanztomographie .
Sie konnten auch darauf aufbauen vorherige Studien von einigen derselben Forscher, die untersuchen, wie Teile des unteren Schläfenkortex zu hochspezialisierten Werkzeugen für die Erkennung von Wörtern werden, sobald wir lesen lernen. Allerdings ist derzeit nicht viel darüber bekannt, wie dies auf neuronaler Ebene funktioniert.
In den neuen Experimenten überwachten die Forscher rund 500 verschiedene Nervenstellen mithilfe implantierter Elektroden, während den Tieren rund 2.000 Wörter und Nichtwörter gezeigt wurden. Diese Daten wurden in ein Computermodell namens a eingespeist linearer Klassifikator , das dann darauf trainiert wurde, anhand der gemessenen Aktivität eine intelligente Vermutung über die Art jeder Buchstabenfolge anzustellen.
„Die Effizienz dieser Methodik besteht darin, dass man den Tieren nichts beibringen muss.“ sagt der Neurowissenschaftler Rishi Rajalingham , vom MIT. „Sie zeichnen einfach diese Muster neuronaler Aktivität auf, während Sie ein Bild vor dem Tier aufblitzen lassen.“
Das Modell zeigte, dass die Gehirnaktivität tatsächlich in der Lage ist, Informationen bereitzustellen, die ein Primat für die Ausführung orthografischer Aufgaben benötigen würde, einschließlich der Interpretation von Bildern zur Unterscheidung zwischen Wörtern und Nichtwörtern. Tatsächlich könnte der lineare Klassifikator diese neuronale Ausgabe verwenden, um diesen Unterschied mit einer Genauigkeit von etwa 70 Prozent zu erkennen, vergleichbar mit a Studie 2012 von Pavianen, die darauf trainiert wurden, das Gleiche zu tun.
Nichtmenschliche Primaten, einschließlich Makaken, zeigen viele der gleichen Gehirnverhaltensweisen und Arbeitsweisen wie wir, und die Forschung legt nahe, dass es keinen großen Unterschied zwischen der Sichtweise dieser Affen auf Wörter und der Sichtweise eines Menschen gibt.
Die Studie stützt auch die Idee, dass Menschen die entwickelten Mechanismen des unteren Schläfenkortex nutzten und sie dann umfunktionierten, um Wörtern und Symbolen den richtigen Sinn zu geben – obwohl weitere Forschung erforderlich sein wird, um dies sicher zu wissen.
„Diese Ergebnisse zeigen, dass der IT-Kortex untrainierter Primaten als Vorläufer der orthografischen Verarbeitung dienen kann, was darauf hindeutet, dass der Leseerwerb beim Menschen auf der Wiederverwendung eines Gehirnnetzwerks beruht, das für andere visuelle Funktionen entwickelt wurde“, so die Forscher abgeschlossen .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .