Die bildgebenden Verfahren der Hirnforscher täuschen: Die bunten Hirnbilder geben keineswegs genau wieder, was in unserem Hirn passiert.
Sieht man in Zeitschriften die bunten Hirnbilder aus den Laboren der Neurowissenschaftler, ist man versucht, sie für Fotografien des menschlichen Geistes zu halten. Doch kennt man die komplexen Verfahren im Hintergrund, sollte man die Bilder vielleicht besser mit wissenschaftlichen Gemälden gleichsetzen – sind sie doch eher künstlerische Interpretationen als Fotografien hochauflösender Kameras.
Hirnforscher mahnen zur Vorsicht beim Bestaunen der scheinbar fotografischen Aufnahmen eines gläsernen Geschöpfes. Auf einer Konferenz zu den ethischen Konsequenzen des Neuroimagings (bildgebende Verfahren der Hirnforschung) in Delft warnten Wissenschaftler besonders vor der Überinterpretation der bunten Hirnbilder in populärwissenschaftlichen Medien.
Adina Roskies, Neurowissenschaftlerin mit einer Juniorprofessur für Philosophie am Dartmouth College in New Hampshire, machte auf die Fehler aufmerksam, die viele Menschen beim Blick auf die Hirnbilder machen. Sie bemerkte, dass „Menschen, die sich ein Bild der Aktivitäten innerhalb eines Gehirns anschauen, glauben, dass sie Gehirnaktivität ,sehen’: Sie meinen, das neuronale Feuern komme Lichtblitzen gleich, die aktive Gehirnareale aufleuchten lassen.“ Hirnbilder seien aber keine Fotografien des Geistes. Forscher wüssten meist, wie sie die Bilder zu interpretieren hätten, aber die Popularität in der Öffentlichkeit sei gefährlich, so Roskies.
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Auch Ludger Tebartz van Elst, Sprecher des Süddeutschen Brain Imaging Centers an der Universitätsklinik Freiburg, warnt vor der „suggestiven Kraft der verführerischen Hirnbilder“. Genau wie Roskies weist auch er auf die komplizierten Verfahren im Hintergrund der Bilder hin. „Hinschauen“ allein würde nicht ausreichen, um zu wissen was im Hirn eines Menschen vorgehe.
Um die Interpretationen der wissenschaftlichen Künstler zu verstehen, müsse man sich klarmachen, dass die meisten Verfahren, wie etwa die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), indirekte Messmethoden seien, erklärt Roskies. Nicht die Hirnaktivität selbst, sondern ihre Folgen werden gemessen. Im Falle der fMRT sind das die magnetischen Eigenschaften von Wasser und Blut, denn in einer aktiven Hirnregion sind Blutfluss und Sauerstoffgehalt erhöht. Dadurch vergrößert sich die Konzentration von sauerstoffhaltigem relativ zu sauerstoffarmem Hämoglobin, dem Blutfarbstoff.
Die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Hämoglobin sind das, was Wissenschaftler als „Blood oxygenation level dependent“(BOLD)-Effekt messen. Dabei stütze sich die Forschergemeinde auf Theorien, deren Wahrheitsgehalt keinesfalls als gesichert gelten, bemerkt Roskies.
Für eine erfolgreiche Messung muss sich eine Versuchsperson zudem in eine enge, dunkle Röhre, den Scanner, legen. Dabei sollte sie sich nicht bewegen, da es sonst zu Störungen im Bild kommen kann. Ganz abgesehen davon, dass dies eine recht unnatürliche Situation für den Menschen darstellt, kommt es nicht selten zu Angstreaktionen und Stress, die sich dann auch in den Bildern ausdrücken können.
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Um möglichst viele störende Variablen aus einer Messung auszuschließen, wenden die Forscher sogenannte Subtraktionsverfahren an. Sie messen zum Beispiel die Hirnaktivität einer Person, die gar nichts tut oder sich mit einer Kontrollaufgabe beschäftigt, und geben ihr dann die eigentliche Aufgabe. Die Ergebnisse beider Messungen werden nun voneinander abgezogen. Diese Subtraktion soll alle Signale ausblenden, die bei beiden Aufgaben auftreten. Die Wissenschaftler versuchen damit also, möglichst viele Variablen bewusst zu kontrollieren. Ob sie es geschafft haben, kann am Endresultat – dem bunten Bild – allerdings nicht abgelesen werden.
Und das ist noch nicht alles: Das Design der Experimente basiert auf bisherigen Theorien und Erwartungen des Wissenschaftlers. Sind diese falsch, können Ergebnisse leicht fehlinterpretiert oder Wichtiges kann gar ganz übersehen werden. Welche statistischen Tests im Anschluss an die ersten Analysen ausgeführt werden, sei noch immer Gegenstand heftiger Diskussion im Lager der Neuropsychologen, bemerkt die Neurowissenschaftlerin Roskies.
Diese Statistiken können allerdings einen enormen Einfluss ausüben auf das Resultat. Aktivierungsmuster, die mit einer bestimmten Statistik kein Ergebnis gebracht haben, könnten mit einer anderen Methode signifikante Resultate aufweisen. Der Satz „Diese Studie beweist, dass Region X zuständig ist für Funktion Y“, sei selten korrekt, so Roskies. Im besten Falle könne ein Neuroimaging-Experiment einen Beweis liefern dafür, dass eine Region in einen bestimmten Prozess einbezogen ist. Keine Studie könne die Funktion eines bestimmten Areals „beweisen“.
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Nicht nur Roskies und Tebartz van Elst kritisieren, dass Neurobilder wie Fotografien gehandhabt werden. Schon im letzten Jahr warnte eine Studie, durchgeführt im Auftrag des Zentrums für Technikfolgen-Abschätzung beim Schweizerischen Wissenschafts- und Technologierat (TA-SWISS), dass die Hirnbilder „nicht wie bei einer Kamera aufgenommen sind, sondern aus einer riesigen Anzahl von Messwerten berechnet werden“. Und weiter: „Aufgrund der Erkenntnisse der Hirnforschung – anschaulich präsentiert durch farbige Hirnbilder – werden spektakuläre Möglichkeiten in Aussicht gestellt, die kaum realisierbar sind.“ Die Studie, durchgeführt in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), warnt, dass „Neuroimaging häufig – und zwar fälschlicherweise – als direkte, objektive und genaue ,harte Wissenschaft’ dargestellt und wahrgenommen wird“.
Ihre Aussage gründen auch die Verfasser dieser Studie auf die Methoden der bildgebenden Verfahren: Ob Computertomografie (CT), Magnetresonanztomografie (MRT) oder Positronen-Emissions-Tomografie (PET), alle bildgebenden Verfahren, so die Studie, messen eine Vielzahl von Daten, aus denen durch aufwendige Berechnungen Bilder konstruiert werden. Zusätzlich, bemerken die Autoren um Bärbel Hüsing vom ISI Karlsruhe, gehe es bei der Methode des Neuroimagings um die Mechanismen des Gehirns und nicht um dessen Inhalte. Gedankenlesen oder ähnlich absurde „Neuromythen“ seien demnach definitiv jenseits der Möglichkeiten bildgebender Verfahren, so Hüsing.
