Aufmerksamkeit verbessert die Wahrnehmung von Geräuschen. Wenn wir uns bewusst auf einen Sprecher konzentrieren, nehmen wir den Klang seiner Stimme besser wahr und können ihm besser zuhören. Ebenso hören wir auch störende Geräusche von einem lärmenden Gerät stärker, wenn wir uns auf dieses fokussieren. Aber warum ist das so? Was passiert dabei in unserem Gehirn? Und lässt sich die Aufmerksamkeit fürs Zuhören steuern, wenn wir parallel andere Dinge tun?
Wie reagiert das Gehirn auf Tonsignale?
Dieses Phänomen haben nun Forschende um Ana Polterovich von der Hebräischen Universität in Jerusalem näher untersucht. Dafür untersuchten sie über implantierte Elektroden die neuronale Aktivität im auditiven Kortex von Ratten, auch Hörrinde genannt, einem der wichtigsten Zentren im Hörsystem des Gehirns. Die tierischen Probanden sollten dabei unterschiedlich schwere Aufgaben ausführen, indem sie in verschiedenen Abschnitten einer runden Testarena nach Wasser oder Futter suchten. Die Richtung zur Belohnung verrieten dabei rhythmische Tonsignale. Zum Vergleich spielten die Forschenden die Töne auch ohne Suchaufgabe ab. Anschließend werteten die Neurowissenschaftler die Hirnaktivitätsdaten mit Computermodellen aus.
Dabei zeigte sich, dass die Neuronen im auditiven Kortex stärker aktiv sind, wenn die Tiere mit einer Aufgabe beschäftigt sind, als wenn sie nichts tun. Demnach verstärkt das Gehirn seine Reaktion auf Geräusche, wenn diese während einer Aufgabe auftreten, im Vergleich zum passiven Zuhören. „Es gab bemerkenswerte Unterschiede in der Aktivität derselben Neuronen im aktiven und passiven Zustand“, so das Team. Je nach Anforderung der Aufgabe entstand zudem ein anderer Takt in der Hirnaktivität. Das Überraschende daran: Diese rhythmisch erhöhte neuronale Aktivität des Gehirns folgte nicht dem Takt der Geräuschsignale und kam demnach gar nicht durch die Klangreize selbst zustande, sondern trat unabhängig davon an bestimmten Momenten während der Aufgabe auf, wie die Forschenden um Polterovich feststellten. Dadurch hörten die Ratten die Geräusche nicht durchgehend gleich intensiv, dafür in ausgewählten Momenten jedoch umso ausgeprägter. Möglich wurde diese zeitweise Hochregulierung der auditiven Aufmerksamkeit, weil zum Ausgleich in den Zwischenphasen die neuronalen Verbindungen vorübergehend gedämpft wurden.
Das Timing dieser Zuhör-Aufmerksamkeit des Gehirns richtete sich dabei nach dem Timing der Handlungen bei der erlernten Aufgabe, wie die Hirnscans ergaben. Das zeigt, dass der auditive Kortex sich in Echtzeit mit dem Verhalten synchronisiert und seine Reaktionen auf Geräusche so ausrichtet, dass die Tiere die richtungsweisenden Klangreize während der Futtersuche bewusster wahrnehmen können. Dadurch können sie ihrer Umgebung aufmerksam lauschen und ihre Aufgabe erfolgreicher ausführen, schließen Polterovich und ihre Kollegen.
