Medizin am Abend Berlim MaAB - Fazit: Phantomberührungen: Wenn das Tastgefühl trügt
Studie von Forschenden der Universitäten Bielefeld, Hamburg und New York
Ohne es zu wissen, nehmen Menschen manchmal Berührungen falsch war.
Eine
neue Studie in der Fachzeitschrift „Current Biology“ zeigt:
- Gesunde
Menschen ordnen Berührungen mitunter der falschen Körperseite oder einem
völlig falschen Körperteil zu.
Die Untersuchung stammt von Forschenden
des Exzellenzclusters CITEC der Universität Bielefeld, der Universität
Hamburg und der New York University.
Auch wenn die Hände und Füße überkreuzt sind, kann es passieren, dass
die Berührung der rechten Hand am rechten Fuß gespürt wird. Foto: Universität Bielefeld
„Die bisherigen Erklärungen dazu, wie und wo unser Gehirn
Berührungen verarbeitet, kommen zum Beispiel dann an ihre Grenze, wenn
es um Personen geht, denen
Körperteile amputiert wurden, oder die von
neurologischen Erkrankungen betroffen sind“, sagt Professor Dr. Tobias
Heed, einer der Autoren der Studie.
Seine Forschungsgruppe
Biopsychologie und Kognitive Neurowissenschaften gehört zu CITEC und der
Abteilung für Psychologie der Universität Bielefeld.
- „Menschen, denen
eine Hand oder ein Bein amputiert wurde, berichten häufig von
Phantomempfindungen in diesen Gliedmaßen.
- Doch wie kommt diese
fehlerhafte Wahrnehmung zustande?“
Um sich der Frage zu nähern, hat Heed zusammen mit Dr. Stephanie Badde
(New York University, USA) und Professorin Dr. Brigitte Röder
(Universität Hamburg) untersucht, ob sich Phantomberührungen auch bei
gesunden Menschen nachweisen lassen.
„Dabei konnten wir zeigen, dass
gesunde Erwachsene tatsächlich systematisch Berührungen ihrer Hände
fälschlicherweise ihren Füßen zuordnen und umgekehrt“, sagt Heed.
Die Ausgangslage
Im Gehirn antworten benachbarte Neurone auf benachbarte Stellen der
Haut.
„Man hat bislang gedacht, dass aus solch einer Art
Landkarte im
Gehirn auch unsere bewusste Wahrnehmung darüber stammt, an welchem
Körperteil eine Berührung stattgefunden hat. Gemäß dieser Annahme sind
dort Körperteile wie Hände, Füße oder auch Gesicht repräsentiert.
Die
neuen Befunde zeigen hingegen, dass andere Charakteristika einer
Berührung genutzt werden, um Berührungen unseren Körperteilen
zuzuordnen“, sagt Heed.
Er bezeichnet
die „Landkarte“ als anatomisches
Referenzsystem. Bislang wurde außerdem angenommen, dass auch
die
räumliche Wahrnehmung einen Einfluss auf Berührungsverarbeitung habe,
also wo im Raum die Berührung erfolgt – ob zum Beispiel links, vorne
oder unten, sagt Heed.
Viele frühere Ergebnisse wurden so interpretiert,
dass das Gehirn vermutlich eine weitere Karte verwendet, die als
externes Referenzsystem bezeichnet wird.
-
„Wenn Körperteile sich auf einer anderen Seite als üblich befinden –
etwa wenn die Beine überkreuzt liegen – geraten die beiden
Koordinatensysteme in Konflikt.“
- Das externe Koordinatensystem verortet
dadurch zum Beispiel das linke Bein auf der rechten Seite – und das
passt nicht zur im Gehirn abgespeicherten Körperseite des Beins.
„In
unserer Studie wollten wir klären, welche Rolle
die anatomische
Wahrnehmung des Gehirns und welche Rolle die räumliche Wahrnehmung
spielt“, sagt Heed.
Wie täuschen sich Menschen, wenn sie ihren Körper wahrnehmen? Das
untersucht der Psychologe Prof. Dr. Tobias Heed vom Exzellenzcluster
CITEC. Foto: Universität Bielefeld
Die Untersuchung
Für die Experimente wurden die Hände und Füße der Versuchspersonen
jeweils mit einem taktilen Stimulator beklebt, der per Fernsteuerung
eine Berührung an die Haut geben kann. Die Forschenden berührten dann
die Testperson mittels dieser Impulsgeber kurz nacheinander an zwei
Stellen – zum Beispiel am linken Fuß und an der linken Hand. Im nächsten
Schritt berichtete oder zeigte die Testperson, wo sie die erste
Berührung gespürt hatte. Dieser Ablauf wurde pro Person viele Male
wiederholt. Mal musste die Testperson ihre Füße oder Hände überkreuzen
und mal lagen die Körperteile in ihrer gewohnten Stellung.
„Bemerkenswert ist, dass Probandinnen und Probanden die erste Berührung
in acht Prozent aller Fälle einem Körperteil zuordnen, das überhaupt
nicht berührt wurde – eine Art Phantomempfindung“, sagt Stephanie Badde,
Erstautorin der Studie.
Die Gründe
„Die bisherige Vorstellung, dass die Verortung von Berührungen auf
Körperteilen von Körperkarten abhängt, kann diese neuen Befunde nicht
erklären. Wir zeigen, dass die Phantomberührungen von drei Eigenschaften
abhängen“, sagt Tobias Heed.
„Am wichtigsten ist die Identität des
Körperteils – ob es sich etwa um eine Hand oder einen Fuß handelt.
Deswegen passiert es häufig, dass die Berührung der einen Hand an der
anderen Hand wahrgenommen wird.“
Den
zweitgrößten Einfluss hat die Körperseite des berührten Körperteils –
das erklärt, warum die Berührung am linken Fuß manchmal
fälschlicherweise an der linken Hand gespürt werden kann.
-
Ein weiterer Einflussfaktor ist die gewohnte, anatomische Position des
Körperteils, also wo sich Hände und Füße am Körper befinden.
Das
beweisen die Forschenden im Experiment mit den überkreuz liegenden
Körperteilen:
Die linke Hand liegt im Experiment auf der rechten Seite.
Wird die linke Hand nun berührt, kommt es immer wieder vor, dass das
Gehirn die Berührung irrtümlich dem rechten Fuß zuordnet – also einem
anderen Körperteil, das weder zur gleichen Körperseite gehört, noch
gerade auf der gleichen Raumseite liegt wie der berührte Körperteil.
„Maßgeblich ist also der Stammplatz des berührten Körperteils: die linke
Hand führt zu einer Antwort mit einem Körperteil, das gerade dort
liegt, wo sich die berührte Hand normalerweise befinden sollte“, sagt
Stephanie Badde.
Die Erkenntnisse der Studie werfen einen neues Licht auf die Art und
Weise, mit der unser Gehirn den eigenen Körper abbildet.
„Die Ergebnisse
können beispielsweise neue Forschung zur Entstehung von
Phantomschmerzen anstoßen“, sagt Tobias Heed.
„Auch Entwicklungen von
Berührung in künstlichen Systemen gehen derzeit fest davon aus, dass
dies über eine oder mehrere Karten gelöst werden sollte.
Aber vielleicht
sind für manches Verhalten andere Verarbeitungsprinzipien deutlich
effizienter.“
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idw - Informationsdienst Wissenschaft e. V.
Prof. Dr. Tobias Heed, Universität Bielefeld
Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC)
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E-Mail: tobias.heed@uni-bielefeld.de
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Originalpublikation:
Stephanie Badde, Brigitte Röder, Tobias Heed: Feeling a Touch to the Hand on the Foot. Current Biology,
https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.02.060, online erschienen am 4. April 2019, in Print am 6. Mai 2019.
Weitere Informationen für international Medizin am Abend Beteiligte
https://www.cit-ec.de/de/news/wie-der-tastsinn-das-denken-bestimmt „Wie der Tastsinn das Denken bestimmt“ (CITEC-News vom 10.01.2017)
