Wie unser Gehirn den Blick des anderen entschlüsselt

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Das Gehirn nimmt zuerst die globaleren visuellen Hinweise, d.h. die Richtung des
Das Gehirn nimmt zuerst die globaleren visuellen Hinweise, d.h. die Richtung des Kopfes, ab 20 Millisekunden wahr, bevor es sich ab 140 Millisekunden auf die lokaleren Informationen, d.h. die Augen, konzentriert. UNIGE

Einem Team der Universität Genf ist es gelungen, den genauen Zeitpunkt zu bestimmen, an dem unser Gehirn die Blickrichtung einer anderen Person erkennt.

Der Blick spielt eine zentrale Rolle in den alltäglichen sozialen Interaktionen. Diese unmittelbare Kommunikationsfähigkeit beruht auf der Fähigkeit unseres Gehirns, die Blickrichtung anderer zu interpretieren. Wie erkennt es die Blickrichtung und welche Elemente beeinflussen diesen Prozess? In einer kürzlich in der Zeitschrift NeuroImage veröffentlichten Studie ist es einem Team der Universität Genf gelungen, mit bisher unerreichter Genauigkeit zu bestimmen, wann genau die Blickrichtung erkannt wird. Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Beitrag zu einer besseren Behandlung von Autismus und könnten therapeutische Möglichkeiten für Menschen mit Alzheimer-Krankheit eröffnen.

Von Geburt an sind menschliche Gesichter die häufigsten und regelmäßigsten visuellen Reize, denen wir begegnen. Unser Gehirn hat eine Expertise entwickelt, die es uns ermöglicht, sie zu speichern und wiederzuerkennen, aber auch Botschaften aus ihnen herauszulesen. So signalisiert beispielsweise ein direkter Blickkontakt die Bereitschaft zur sozialen Interaktion, während das Vermeiden des Blickkontakts die gegenteilige Botschaft sendet. Aber wie schnell kann unser Gehirn diese Signale interpretieren?

Diese Frage war bereits Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten. Die vorhandenen Veröffentlichungen konzentrieren sich jedoch vor allem auf die lokale Untersuchung der Augen. Sie berücksichtigen nicht den Einfluss anderer Elemente, wie z. B. der Kopfrichtung.

Gehirnanalyse des Blicks

Ein Team der Universität Genf zeigte Freiwilligen 3D-Avatare, die jeweils unterschiedliche Kopf- und Augenrichtungen darstellten. Eine erste Aufgabe bestand darin, die Richtung des Kopfes anzugeben, eine zweite die Richtung der Augen. Durch die Analyse der Gehirnreaktionen mithilfe eines Elektroenzephalogramms fand das Forschungsteam heraus, dass diese beiden Informationen unabhängig voneinander zuverlässig dekodiert werden können.

Das Experiment zeigt auch eine gewisse Hierarchie bei der Verarbeitung dieser beiden Informationen.
Das Gehirn nimmt zuerst die globaleren visuellen Hinweise, also die Kopfrichtung, ab 20 Millisekunden wahr, bevor es sich ab 140 Millisekunden auf die lokalere Information, also die Augen, konzentriert. Eine solche hierarchische Organisation ermöglicht dann die Integration dieser beiden Informationen, was eine effiziente Beurteilung der Blickrichtung gewährleistet’, erklärt DomilÄ TautvydaitÄ, Postdoktorandin und assoziierte Forscherin an der Fakultät für Psychologie und Erziehungswissenschaften der Universität Genf und Erstautorin der Studie.

Die Studie zeigt außerdem, dass die Dekodierung der Blickrichtung signifikant genauer ist, wenn die Teilnehmerinnen und Teilnehmer speziell aufgefordert werden, sich für die Blickrichtung der präsentierten Gesichter zu interessieren. Das bedeutet, dass die Aufgabe die Wahrnehmung und das Verständnis der Blickrichtung beeinflusst. Im Alltag zeigen diese Ergebnisse, dass eine Person, die sich aktiv in einen ’sozialen Modus’ begibt, die Absichten anderer besser und schneller erkennen kann’.’, erklärt Nicolas Burra, Lehr- und Forschungsbeauftragter an der Fakultät für Psychologie und Erziehungswissenschaften und Leiter des Labors für experimentelle soziale Kognition (ESClab) an der Universität Genf, der die Arbeit geleitet hat.

Eine fortschrittliche Methode

Die verwendete Methode ermöglicht es, äußerst genaue Ergebnisse bezüglich dieser beiden Mechanismen zu erhalten. Durch die Kombination der Analyse der elektrischen Signale durch Elektroenzephalographie (EEG) mit Techniken des maschinellen Lernens ist das Forschungsteam in der Lage, die Dekodierung der Augen- und Kopfrichtung vorherzusagen, noch bevor die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sich dessen bewusst sind. ’Dies ist wirklich eine technische Innovation in diesem Bereich, die eine viel feinere Analyse als bisher ermöglicht’, fügt Nicolas Burra hinzu.

Bei Menschen mit einer Autismus-Spektrum-Störung könnte die Dekodierung dieser Informationen beeinträchtigt sein und die Vermeidung von Augenkontakt bevorzugt werden. Dies ist auch bei der Alzheimer-Krankheit der Fall. Mit fortschreitender Krankheit verarmen die Gedächtnisschwierigkeiten die Beziehungen der Person zu anderen und führen oft zu sozialem Rückzug. Das Verständnis des Gehirnmechanismus, mit dem die Blickrichtung erfasst wird, ist von entscheidender Bedeutung.
ist daher von entscheidender Bedeutung.

Somit stellen diese Ergebnisse und die verwendete Methode einen konkreten Beitrag zur Frühdiagnose von Autismus-Spektrum-Störungen bei Kindern dar. In Bezug auf die Alzheimer-Krankheit ist eines der auffälligsten Symptome mit ihrem Fortschreiten die Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen, selbst die von Familienmitgliedern. Diese Studie ebnet daher den Weg für ein besseres Verständnis der neuronalen Mechanismen, die mit der verminderten sozialen Interaktion und dem Gedächtnis für Gesichter verbunden sind - ein Thema, das derzeit von DomilÄ TautvydaitÄ an der McGill University in Kanada untersucht wird. Die Forschungen des ESClab-Labors der Universität Genf werden hingegen auf diesem Gebiet fortgesetzt, indem diese Prozesse bei realen sozialen Interaktionen analysiert werden.

4. Jul. 2024