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Hirnforschung, was kannst du? : Die Aufmerksamkeit, die wir verdienen

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Bereits William James hatte damit die Kernaufgabe von Aufmerksamkeit identifiziert, nämlich die selektive Konzentration von Verarbeitungsressourcen auf den kleinen Anteil der einströmenden Daten, die einem Organismus in der momentanen Situation relevant erscheinen, und der gleichzeitigen Reduktion (oder vollständigen Elimination) der Verarbeitung irrelevanter Daten.

Aber wie interagiert Aufmerksamkeit als ein internes, von unserem Gehirn gesteuertes System mit der Verarbeitung von externen Sinnesinformationen? Nach einer langen Geschichte der Untersuchung von Aufmerksamkeitsphänomenen mittels psychologischer Methoden, können wir jetzt auf eine Dekade mit einer großen Anzahl von Untersuchungen der physiologischen Grundlagen dieses zentralen Aspekts von Wahrnehmung blicken.

Grundlage des Fortschritts sind die inzwischen technisch sehr ausgefeilten Methoden zur direkten Untersuchung der Aktivität einzelner Nervenzellen in Organismen, die während dieser Messungen Aufmerksamkeitsaufgaben ausführen. Diese Untersuchungen werden üblicherweise in Rhesusaffen durchgeführt, weil sie ein dem Menschen sehr ähnliches Nervensystem haben und in der Lage sind, komplexe Aufmerksamkeitsaufgaben auszuführen. Die dabei erzielten Ergebnisse haben sich als essentiell für ein grundlegendes Verständnis der neuronalen Grundlagen von Wahrnehmung erwiesen.

Arbeitsteilung der Zellen

Wie oben erläutert, beruht die interne Repräsentation von Sinnesreizen auf der schon erläuterten Arbeitsteilung von Nervenzellen, die spezifisch auf verschiedene Aspekte sensorischer Reize reagieren. Eine solche Zelle zeigt zum Beispiel eine Präferenz für eine bestimmte Farbe und reagiert auf einen Sinnesreiz dieser Farbe. Eine andere Nervenzelle im selben Areal der Großhirnrinde reagiert entsprechend auf die Anwesenheit einer anderen Farbe, während eine Zelle in einem anderen Areal auf eine visuelle Bewegung nach rechts reagiert, ohne dass die Farbe des Reizes die Reaktion der Zelle beeinflusst.

Diese sensorischen Präferenzen der Zellen sind aber nicht der alleinige Faktor, der über die Reaktion dieser Nervenzellen auf visuelle Reize bestimmt. Vielmehr zeigen Aktivitätsmessungen aus der Großhirnrinde, dass diese Zellen in ihrer Reaktion auch die Verhaltensrelevanz eines Reizes in Form der auf ihn gerichteten Aufmerksamkeit berücksichtigen. So steigt die Sensitivität, also die Reaktion auf einen gegebenen Reiz an, wenn dieser Reiz beachtet wird. Gleichzeitig präsentierte Reize, die nicht beachtet werden, lösen dagegen schwächere Reaktionen in den Nervenzellen aus. Dieser Effekt lässt sich bereits in den frühesten visuellen Verarbeitungsarealen der Großhirnrinde nachweisen. Er nimmt dann mit jedem Verarbeitungsschritt, also in der Kaskade hintereinandergeschalteter Verarbeitungsareale zu, bis dann in Arealen des Frontallappens die sensorischen Qualitäten gegenüber der Verhaltensrelevanz, also der Frage, ob ein Reiz beachtet oder unbeachtet ist, völlig zurücktreten.

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