Fingerspitzengefühl erfordert besondere Schnelligkeit: Schwedische Forscher haben nun das Geheimnis entdeckt, wie das Gehirn blitzschnell auf Tastreize an den Fingerspitzen reagieren kann. Die hohe Empfindlichkeit der Fingerkuppen entsteht nicht, wie bislang angenommen, durch eine besonders schnelle Abfolge von Nervensignalen. Vielmehr wertet das Gehirn die Reihenfolge aus, in der die Impulse von verschiedenen Nerven eintreffen. Das berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience (Online-Vorabveröffentlichung vom 18. Januar, DOI: 10.1038/nn1177).
Nerven funktionieren elektrisch. Wird beispielsweise eine Sinnesnervenzelle bei einer Berührung gereizt, entsteht ein ganz kurzer Spannungsanstieg, der bis ins Gehirn weitergeleitet wird. Nach allgemein anerkannter Theorie wird dabei die Information über Stärke und Art der Berührung durch die Frequenz der Nervenimpulse vermittelt: Je stärker eine Berührung, desto schneller die Abfolge der Spannungsspitzen. Dieses System hat jedoch Grenzen, denn nach jedem Signal braucht die Nervenzelle eine kurze Regenerationszeit, bevor sie den nächsten Impuls losschicken kann.
Roland Johansson und Ingvars Birznieks von der Universität in Umeå untersuchten, wie Tast- und Berührungsreize an den Fingerspitzen verarbeitet werden ? und stießen dabei auf einen Widerspruch: Das Gehirn reagiert in vielen Situationen deutlich schneller auf Berührungen an den Fingerspitzen, als die Impulsfrequenz die Information vermitteln könnte. Offensichtlich spielt nicht die Geschwindigkeit der Abfolge, sondern das Timing der Signale die entscheidende Rolle, entdeckten die Forscher.
Sie erklären diese These am Beispiel der Berührung eines runden Gegenstandes: Beim Kontakt der Fingerspitze mit einer gebogenen Oberfläche schicken nicht alle Nervenzellen gleichzeitig ihren Impuls los. Das Gehirn kann nun aus der Reihenfolge, in der die Signale ankommen, blitzschnell die Informationen über die Form der Oberfläche ableiten und umsetzen. Nur so könne beispielsweise erklärt werden, wie ein Mensch so schnell nach einem Weinglas greifen kann, das ihm plötzlich aus den Fingern rutscht, schreiben die Wissenschaftler.
ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
