Dienstag, 15 Februar 2022 09:44

Patientenstudie: Mathematik-Neuronen entdeckt Empfehlung

Forscherinnen und Forscher der Universitäten Bonn und Tübingen haben mittels Elektroden in Hirnen von Epilepsiepatienten entdeckt, dass einzelne Neurone für Addition oder Subtraktion bei Rechenleistungen verantwortlich sind. Dabei war es nicht von Bedeutung, ob die Rechenaufgabe in Symbolform oder Wortform
gestellt worden war.


Für ihre Beobachtungen profitierte das Wissenschaftsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. Florian Mormann vom Klinikum für Epileptologie der Universität Bonn von Epilepsiekranken. Um Krampfanfälle genau zu lokalisieren, werden Patienten hier Elektroden implantiert. Ein positiver Nebeneffekt ist, dass dadurch die Aktivität einzelner Neuronen genau gemessen werden kann.

An der aktuellen Studie nahmen fünf Frauen und vier Männer teil. Ihnen wurden winzige Elektroden in den sogenannten Schläfenlappen des Gehirns implantiert worden, um die Aktivität einzelner Nervenzellen zu messen und aufzuzeichnen. Währenddessen mussten die Teilnehmenden einfache Rechenaufgaben durchführen.

Für die Studie wurden winzige Elektroden in die Gehirne von fünf Frauen und vier Männern implantiert, um die Aktivität einzelner Nervenzellen zu messen.
Foto: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Uni Bonn


Demnach feuerten manche der gefundenen Neurone ausschließlich bei Additionen, andere dagegen bei Subtraktionen. Die Neuronen feuerten auch, wenn die Rechenaufgaben in Worten notiert worden waren. Interessanterweise war einer der untersuchten Hirnregionen der sogenannte parahippokampale Kortex. Auch dort gab es Nervenzellen, die spezifisch bei Additionen oder Subtraktionen feuerten. Allerdings wurden beim Summieren während ein- und derselben Rechenaufgabe abwechselnd unterschiedliche Additions-Neurone aktiv.

 



Manche Neurone im Gehirn werden spezifisch bei Additions-Aufgaben aktiv, andere bei Subtraktionen.
Foto: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/Uni Bonn


An der Studie beteiligt war auch Prof. Dr. Andreas Nieder von der Universität Tübingen, der normalerweise mit nicht-humanen Primaten derartige Aufgaben lösen lässt.

Ihre Untersuchungen haben die Forscherinnen und Forscher im Journal Current Biology:
Esther F. Kutter, Jan Bostroem, Christian E. Elger, Andreas Nieder, Florian Mormann (2022): Neuronal codes for arithmetic rule processing in the human brain; Current Biology; DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.01.054

Quelle:
https://idw-online.de/de/news788372

Arbeitsgruppe Prof. Mormann:
https://www.ukbonn.de/epileptologie/arbeitsgruppen/ag-mormann-kognitive-und-klinische-neurophysiologie/