Inzwischen ist der Blick in das Gehirn fast schon alltäglich: Immer hochauflösendere Hirnscans zeichnen heute die Aktivität unseres Denkorgans und seiner Areale auf. Ihre Aufnahmen verraten so nicht nur, welche Hirnregionen bei welchen Gedanken oder Emotionen feuern, sondern erlauben längst auch Rückschlüsse darauf, was wir gerade denken oder fühlen. So gelang es Forschern beispielsweise vor zwei Jahren, allein anhand der Hirnscans zu konstruieren, welches Foto sich ein Proband gerade ansah. Eine andere Gruppe konnte auf ähnliche Weise bestimmen, ob ein Schlafender gerade davon träumte, seine linke oder rechte Faust zu ballen. “Mit der Entwicklung von neuen Analysetechniken ist die Dekodierung der mentalen Erfahrungen eines anderen Realität geworden, erklären Sanne Schoemakers und ihre Kollegen vom Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour an der niederländischen Radboud Universität. Sie sind nun in dieser Hinsicht noch einen Schritt weiter gegangen: Sie wollten auslesen, welche Buchstaben ein Proband gerade liest.
Vom Datenwürfel zum Buchstaben
Für ihr Experiment nutzten die Wissenschaftler die hochauflösende funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI). Dieses bildgebende Verfahren zeigt, welche Hirnregionen besonders stark mit sauerstoffreichem Blut versorgt werden – und daher gerade besonders aktiv sind. Für die genaue Zuordnung dieser Aktivitätssignale wird die gesamte Sehrinde in winzige dreidimensionale Würfel unterteilt, sogenannte Voxel. Ein spezielles Computerprogramm liest die Daten für jeden dieser 2x2x2 Millimeter kleinen Voxel aus und errechnet daraus die jeweilige Aktivität. Weil die Forscher heute bereits relativ gut bestimmen können, welche Sehinformation welcher Aktivität im Sehzentrum entspricht, ist die Software gezielt darauf programmiert, die einzelnen Voxel bestimmten gesehenen Pixeln zuzuordnen.
Für den eigentlichen Test lagen die Probanden im Hirnscanner, während vor ihnen auf einem Bildschirm nacheinander verschiedene handschriftliche Buchstaben erschienen. In den ersten Durchgängen erzeugte das Auswerte-Programm daraus eher unscharfe, verpixelte Bilder – eine Art Punktmuster, das den Buchstaben höchstens erahnen ließ. “Danach aber haben wir etwas Neues probiert”, erklärt Studienleiter Marcel van Gerven: “Wir haben dem Modell zuvor beigebracht, wie Buchstaben aussehen.” Die Software bekam quasi einen Nachhilfekurs, ihr wurden die korrekten Formen der Buchstaben einprogrammiert. Bekam sie dann die Voxel-Informationen aus der Sehrinde der Probanden, konnte sie die resultierenden unscharfen Abbilder mit den Buchstaben abgleichen und so auch die Rekonstruktion des Gesehenen verbessern.
