Forschende lesen Fischgedanken

Fische und ihre Hirnleistungen

Auch bei Fischen koordiniert das Kleinhirm unbewusste Planung und das Erlernen von Bewegungsabläufen.

Lukiyanova Natalia frenta/Shutterstock

Die Angst des Tormanns beim Elfmeter wäre wohl geringer, wenn er wüsste, ob der Schütze ins rechte oder linke Eck zielt. Solche Entscheidungen werden etliche Sekunden vor der Ausführung im Gehirn getroffen, fanden Wiener Forschende bei Fischen heraus.

Anhand der Gehirnaktivitäten konnten die Wissenschaftler vorhersagen, wann sich Zebrabärblinge bewegen und in welche Richtung. Davon berichten sie im Fachjournal «Cell».

Ein Team um Alipasha Vaziri, der am Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien und der Rockefeller University in New York forscht, trainierten Zebrafisch-Larven zunächst auf ein bestimmtes Verhalten. «Das Training diente hauptsächlich dazu, dass sie ein Problem lösen mussten, und man neurobiologisch eher von einer Entscheidung sprechen kann, als von einem einfachen Reflex», erklärte Vaziri im Gespräch mit der Nachrichtenagentur «APA».

Sie erhitzten dazu den Kopf der Tiere ein wenig mit einem Wärmestrahl (Infrarot-Laserstrahl). Die Fische konnten den unangenehmen Reiz «abstellen», indem sie den Schwanz nach rechts bewegten. Dann schalteten die Forschenden die Wärmequelle nämlich aus. Nach etwa 15 Wiederholungen hatten die Fische den Dreh heraus und reagierten in 80 Prozent der Fälle mit einer Rechtsbewegung.

Aktivitätsmuster beobachtet
Währenddessen sahen die Wissenschaftler den Fischen mit einem Lichtfeld-Mikroskop ins Gehirn und beobachteten 5000 sehr aktive Nervenzellen (Neuronen) bei der Arbeit. Dadurch identifizierten sie Aktivitätsmuster für das Erkennen des Reizes (sensorisch), für die Bewegung (motorisch) und für die Entscheidungsfindung.

Mit diesem Wissen konnten sie zehn Sekunden, bevor ein Fisch sichtbar auf den Reiz reagierte, seine Bewegung vorhersagen. «Wir wussten im Vorhinein bei jedem weiteren Versuch, ob irgendein Fisch den Schwanz in die korrekte oder falsche Richtung schwingt, und zu welchem Zeitpunkt er die Bewegung ausführt», sagte Vaziri. Dies funktionierte nicht nur bei vorab trainierten Fischen, sondern bei jedem Individuum.

«Verschiedene Hirnregionen beteiligten sich dabei, die sensorische Information in eine Entscheidung und Bewegung zu transformieren, aber eine Region stach dabei hervor: das Cerebellum (Kleinhirn, Anm.)», so die Forscher in einer Mitteilung des IMP. Es ist schon lange bekannt, dass es für die Steuerung der Motorik wichtig ist und die Feinabstimmung, unbewusste Planung und das Erlernen von Bewegungsabläufen koordiniert. Zudem wird ihm neuerdings eine Funktion bei höheren kognitiven Prozessen zugeschrieben. Vielleicht spielt es ja auch beim Elfmeterschiessen eine entscheidende Rolle.

Kommentare (0)