Wien. Links oder rechts? Die Entscheidung, in welche Richtung man geht, oder im konkreten Fall schwimmt, wird wenige Sekunden vor der Ausführung getroffen, fanden Wiener Forscher bei Fischen heraus. Anhand ihrer Gehirnaktivitäten konnten sie vorhersagen, wann sich Zebrabärblinge bewegen und in welche Richtung, erklären sie im Fachjournal "Cell".

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Das Team um Alipasha Vaziri, der am Institut für Molekulare Pathologie in Wien und der Rockefeller University in New York forscht, lehrten Zebrafisch-Larven zunächst ein bestimmtes Verhalten. "Das Training diente hauptsächlich dazu, dass sie ein Problem lösen mussten, und man neurobiologisch eher von einer Entscheidung sprechen kann als von einem einfachen Reflex", erklärt Vaziri.

Er und seine Kollegen wärmten den Kopf der Tiere ein wenig mit einem Infrarot-Laserstrahl. Die Fische konnten den unangenehmen Reiz "abstellen", indem sie den Schwanz nach rechts bewegten, dann schalteten die Forscher die Wärmequelle nämlich aus. Nach 15 Wiederholungen hatten die Fische den Dreh heraus und reagierten in 80 Prozent der Fälle mit einer Rechtsbewegung.

Währenddessen sahen die Forscher den Tieren mit einem Lichtfeld-Mikroskop ins Gehirn und beobachteten 5000 besonders aktive Nervenzellen bei der Arbeit. Dadurch identifizierten sie sensorische Aktivitätsmuster für das Erkennen des Reizes und motorische für die Bewegung und für die Entscheidungsfindung. Mit diesem Wissen konnten sie zehn Sekunden, bevor ein Fisch sichtbar auf den Reiz reagierte, seine Bewegung vorhersagen. "Wir wussten im Vorhinein bei jedem weiteren Versuch, ob irgendein Fisch den Schwanz in die korrekte oder falsche Richtung schwingt und zu welchem Zeitpunkt er die Bewegung ausführt", sagt Vaziri. Dies funktionierte nicht nur bei vorab trainierten Fischen, sondern bei jedem Individuum.

Verschiedene Hirnregionen beteiligten sich dabei, die sensorische Information in Entscheidung und Bewegung zu transformieren. Doch eine Region stach hervor: das Kleinhirn. Es spielt eine große Rolle bei der Steuerung der Motorik und koordiniert Feinabstimmung, unbewusste Planung und das Erlernen von Bewegungsabläufen. Dem Kleinhirn wird aber auch eine Funktion bei höheren kognitiven Prozessen zugeschrieben.