Seit mehr als fünfzig Jahren bestehende Modelle über die Repräsentation des Körpers in der Rinde des Großhirns müssen offenbar überarbeitet werden. Belegt durch die Untersuchungen von Penfield und Rasmussen (“The Cerebral Cortex of Man”, MacMillan 1950) nahm man an, dass kleine Areale im motorischen Kortex des Gehirns jeweils bestimmten Muskelgruppen des Körper zugeordnet sind. Neuere Untersuchungen, deren Ergebnisse Michael Graziano von der Princeton Universität in New Jersey in der aktuellen Ausgabe des Magazins “Neuron” vorstellt, deuten jedoch an, dass die Nervengruppen im Kortex nicht einfach Muskelgruppen ansprechen. Statt dessen beinhalten sie kleine fertige Programme für differenzierte Bewegungsabläufe des Körpers.
Der motorische Kortex gehört zum Stirnhirn, das sich generell mit Handlungsplanungen und Bewegungsabläufen beschäftigt. Er liegt am hinteren Teil des Stirnhirns vor der Zentralfurche, die den motorischen Teil des Gehirns von den sensorischen Arealen trennt. Penfield und Rasmussen wollten wissen, wie der Körper vom motorischen Kortex angesprochen wird. Bei Hirnoperationen reizten sie daher bei ihren Patienten elektrisch jeweils kleine Areale des Motorkortex, um zu sehen, welche Muskelgruppen daraufhin mit Zuckungen reagierten.
Ergebnis der Untersuchungen war unter anderem der “motorische Homunkulus”: Weit oben am Kopf werden demnach in kleinen Arealen Fuß, Bein und Rumpf angesprochen. Es folgt weiter unten ein geradezu riesiger Bereich für die Hand und die Finger. Noch weiter unten werden Stirn, Augen und Nase bewegt. Dann kommen wieder große Areale für den Mund gefolgt von Bereichen, die die Zunge und den Rachen steuern.
Die Forscher nutzen für ihre Untersuchungen kurze elektrische Reize, die etwa 50 Millisekunden dauerten. Kurzzeitige Aktivierungen in der Art kommen im Motorkortex jedoch eher selten vor, weshalb Graziano bei seinen Versuchen die entsprechenden Hirnareale etwa eine halbe Sekunde lang reizte. Seine Probanden waren dabei allerdings Affen und nicht Menschen.
Die Ergebnisse waren nicht – wie der Forscher zunächst erwartet hatte – Zuckungen von Muskelgruppen, sondern koordinierte Bewegungen des gesamten Körpers. Zum Beispiel ballte ein Affe die Faust, bewegte sie zum Kinn und öffnete dabei den Mund. Reizte Graziano eine benachbarte Stelle am Kortex, bewegte das Tier die Faust zu einer etwas anderen Stelle – zum Beispiel etwas weiter oberhalb oder unterhalb des Kinns. Dabei war es egal, in welcher Position sich der Affe gerade befand, als die Reizung begann: Wenn das gleiche Hirnareal gereizt wurde, nahm er immer wieder die gleiche Endposition ein.
Graziano stimulierte insgesamt 324 Orte in der motorischen Rinde von zwei Affen. In 86 Prozent aller Fälle nahmen die Affen eine ganz bestimmte Pose ein. Der Forscher vermutet daher, dass der motorische Kortex tatsächlich nicht Muskelgruppen repräsentiert, sondern Positionen des Körpers im dreidimensionalen Raum.
Andreas Wawrzinek
