Was geht in unserem Gehirn vor sich, wenn wir versuchen, in einer Situation die bestmögliche Entscheidung zu treffen? Forschende haben nun einen solchen Einblick in den Kopf von Rhesusaffen erhascht. Demnach verstehen die Primaten sehr wohl, dass sich bei manchen Entscheidungen Geduld und Warten auszahlen können, um den größten Profit zu machen. Ob sich die Rhesusaffen bei der Futtersuche für Warten oder Weiterziehen entscheiden, ließ sich sogar anhand ihrer neuronalen Aktivität vorhersagen.
Wenn wir gute Entscheidungen treffen wollen, fließen darin viele verschiedene Überlegungen ein. Zum Beispiel, dass wir mit minimalem Aufwand beziehungsweise in kürzester Zeit maximalen Profit machen wollen. Solche Gedankenvorgänge erleben wir etwa, wenn wir an der Supermarktkasse anstehen und erwägen, stattdessen zur benachbarten Kasse zu wechseln, weil es dort womöglich schneller gehen könnte. Auch Tiere müssen in ihrem Alltag ähnliche Entscheidungen fällen – vor allem wenn sie gerade auf Futtersuche sind. Doch was geht dabei in ihrem Hirn vor?
Geduldsprobe am Futterautomaten
Forschenden um Neda Shahidi von der University of Texas ist es nun gelungen, solche Gedankenprozesse bei zwei Rhesusaffen mitzuverfolgen. Die Tiere sollten sich dafür in einem Versuchsraum mit zwei Automaten auf Futtersuche begeben. Jeder Automat gab per Knopfdruck eine Portion leckerer Pellets aus, unterzog die Primaten dabei aber gleichzeitig einer Geduldsprobe. Denn betätigten sie den Knopf zu schnell ein zweites Mal, gingen sie leer aus. Warteten sie hingegen geduldig, wurden sie beim nächsten Knopfdruck sogar mit einer noch größeren Portion belohnt als beim ersten Mal. Wie würden sich die Affen entscheiden? Warten oder zum zweiten Automaten weiterziehen?
„Nach einer Weile hatten sie gelernt, auf die Zeit seit dem letzten Tastendruck zu achten und auch auf ihren vorherigen Erfolg an einer Box“, erklärt Shahidi. „Wenn sie eine Weile gewartet, aber keine Pellets erhalten hatten, warteten sie noch länger, bevor sie das nächste Mal drückten. Wenn sie jedoch zu oft hintereinander nach Drücken des Knopfes nicht belohnt wurden, wechselten sie zum anderen Kasten. Sie hatten scheinbar entschieden, dass diese Futterbox das Warten nicht wert war und es besser ist, woanders zu suchen.“
Hirnaktivität sagt Entscheidung voraus
Doch die Forschenden konnten nicht nur das Verhalten der Primaten beobachten, sondern dank drahtloser Technologie auch, was währenddessen in ihrem Kopf vorging. Shadidi und ihr Team überwachten mittels Elektroden jeweils 96 Neuronen im präfrontalen Kortex der Rhesusaffen. Dieser Hirnbereich ist an vielen Aspekten der Futtersuche beteiligt, zum Beispiel an der Bewertung von Optionen, der Erwartung einer Belohnung, der Vorbereitung von Handlungen und der Wahrnehmung des Ergebnisses. Ein mathematisches Modell half den Forschenden schließlich dabei, aus der gemessenen Neuronenaktivität charakteristische Muster abzuleiten, die entweder mit der Entscheidung zu warten oder mit der weiterzuziehen in Verbindung standen.
Auf diese Weise gelang es Shadidi und ihren Kollegen schließlich, allein aus der Aktivität im präfrontalen Kortex der Affen abzuleiten, was gerade in ihrem Kopf vorging und welche Entscheidung sie mit höherer Wahrscheinlichkeit treffen würden. „Wir waren überrascht, wie gut unser Modell vorhersagen konnte, was die Affen in den nächsten Sekunden tun würden“, berichtet Shahidi. Sie und ihr Team hoffen nun, mit den gesammelten Erkenntnissen Patienten mit beeinträchtigten neuronalen Prozessen – wie Parkinson oder Apathie – helfen zu können.
Quelle: German Primate Center; Fachartikel: Nature Neuroscience, doi: 10.1038/s41593-024-01575-w
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