Von Hören und Zuhören Hör zu – wie das Gehirn akustische Signale verarbeitet

Auf die Frage „Bringst du den Müll raus?“ kommt oft ein halbherziges „Ja“. Doch bloß, weil die Frage gehört wurde, hat der Gegenüber noch lange nicht zugehört. Welchen Unterschied Hören und Zuhören im Gehirn macht, haben Schweizer Forscherinnen nun im Mausmodell untersucht.

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Basel/Schweiz – Intuitiv ist uns klar: Es macht einen Unterschied, ob wir passiv hören oder aktiv zuhören. Aufmerksamkeit und ein angeregter Zustand, aber auch Bewegung spielen eine Rolle dabei, wie sich die Lautverarbeitung im Gehirn anpasst. Was dabei genau passiert, haben die Neurowissenschaftlerinnen Prof. Dr. Tania Rinaldi Barkat und Dr. Gioia De Franceschi vom Departement Biomedizin der Universität Basel herausgefunden.

Die Forscherinnen untersuchten für ihre Studie die Aktivität von Nervenzellen an vier Stellen im Gehirn von Mäusen, von denen bekannt ist, dass sie an zunehmend komplexer Klangverarbeitung beteiligt sind. Im Zuge des Experiments hörten die Tiere phasenweise passiv Töne, die ihnen vorgespielt wurden, phasenweise lauschten sie aktiv darauf, um für das Entdecken der Töne eine Belohnung zu erhalten.

Zehn Arten von Aktivitätsänderungen

Dabei zeigte sich, dass die Mehrheit der Nervenzellen beim Wechsel zwischen Hören und Zuhören ihre Aktivität änderten. „Das heißt aber nicht, dass sich alle Nervenzellen gleich verhielten“, sagt De Franceschi. „Vielmehr fanden wir zehn verschiedene und spezifische Arten von Aktivitätsänderungen.“

Während die meisten Neuronen eine Veränderung zeigten, die wahrscheinlich mit dem unterschiedlichen Aufmerksamkeitsniveau zusammenhing, zeigten einige von ihnen auch Aktivitätsmuster, die mit dem Erregungsniveau der Mäuse, ihrer Bewegung, dem Vorhandensein einer Belohnung oder einer Kombination dieser Faktoren in Verbindung standen.

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Zuhören ist komplexer als angenommen

Die Hörbahn im Gehirn besteht aus mehreren Kernbereichen und leitet akustische Information von der Cochlea im Innenohr zur primären Hörrinde in der Großhirnrinde. Von zwei der untersuchten Bereiche entlang der Hörbahn nimmt man an, dass sie in Bezug auf die Verarbeitungskomplexität auf einer „höheren Ebene“ liegen. „Zu Beginn unserer Untersuchungen vermuteten wir, dass vor allem diese Bereiche durch Aufmerksamkeit auf Geräusche beeinflusst werden“, sagt Barkat. „Überraschenderweise war das aber nicht der Fall.“ Aufmerksamkeit verändert demnach auch die Aktivität in Hirnarealen, von denen man bisher dachte, dass sie nur grundlegende Formen der Klangverarbeitung durchführen.

„Die Ergebnisse verdeutlichen, dass selbst die Beschäftigung mit einer einfachen Aufgabe zur Geräuscherkennung ein kognitiver Prozess ist, der die Arbeitsweise des Gehirns tiefgreifend und weitreichend prägt, und das schon in sehr frühen Stadien der sensorischen Verarbeitung.“

Originalpublikation: Gioia De Franceschi and Tania Rinaldi Barkat: Task-induced modulations of neuronal activity along the auditory pathway, Cell Reports Volume 37, ISSUE 11, 110115, December 14 2021, DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110115

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