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Mehr als Ja oder Nein: Wie entscheidet das Gehirn bei Zielkonflikten?
Alltagsentscheidungen sind oft kein schlichtes Entweder-oder. Aufzeichnungen einzelner Nervenzellen zeigen nun, dass das Gehirn konkurrierende Ziele zeitweise gleichzeitig verfolgt und ihre Gewichtung laufend verändert. Dabei übernehmen Hippocampus, anteriorer cingulärer Cortex und orbitofrontaler Cortex offenbar unterschiedliche Aufgaben bei Planung, Wechsel und Bewertung.
Houston (U.S.A.). Viele Entscheidungen entstehen nicht in einem einzigen Moment, denn in wechselnden Umgebungen müssen Menschen mehrere Ziele im Blick behalten, ihre Bedeutung neu bewerten und die eigene Handlung fortlaufend anpassen. Klassische Experimente bilden solche Situationen nur begrenzt ab, weil sie meist eine klare Wahl zwischen zwei festen Optionen verlangen.
Unklar war deshalb, ob das Gehirn bei kontinuierlichen Entscheidungen tatsächlich immer nur ein Ziel auswählt und bei Bedarf zum anderen wechselt oder ob mehrere zielgerichtete Handlungsstrategien gleichzeitig dieselbe Bewegung beeinflussen und ihre Gewichte laufend verschoben werden.
Forscher des Baylor College of Medicine (BCM) um Dr. Benjamin Y. Hayden haben nun untersucht, wie Menschen solche fortlaufenden Entscheidungen steuern. Dazu ließen sie Versuchspersonen in einem Computerspiel mit einem Joystick zwei fliehende virtuelle Ziele verfolgen, die sich in Geschwindigkeit und Belohnungswert unterschieden. Zusätzlich zu 50 gesunden Teilnehmern spielte eine Gruppe von 19 Epilepsiepatienten, bei denen aus medizinischen Gründen bereits Elektroden im Gehirn lagen.
Die Forscher zerlegten die Bewegungen mit einem Modell aus der Regelungstechnik in einzelne zielbezogene Steuerungsstrategien. Dabei passte eine Mischung dieser Teilstrategien besser zum Verhalten als ein Modell, bei dem jeweils nur ein Ziel die Bewegung bestimmt, denn über längere Phasen ließen die Teilnehmer beide Ziele gleichzeitig in ihre Steuerung einfließen.
Dieses Prinzip nennen die Autoren kompositionale Kontrolle. Ein übergeordnetes Steuersystem verändert dabei fortlaufend, wie stark einzelne Teilstrategien zur aktuellen Handlung beitragen, sodass eine Bewegung angepasst werden kann, ohne für jede neue Zielkombination eine völlig neue Strategie aufzubauen.
Bei den 19 Patienten konnten die Wissenschaftler zugleich einzelne Nervenzellen im Hippocampus, im anterioren cingulären Cortex und im orbitofrontalen Cortex aufzeichnen, deren Aktivitätsmuster sich deutlich in ihrer Beziehung zur laufenden Zielgewichtung und zu größeren Strategiewechseln unterschieden.
Der Hippocampus kodierte den aktuellen, nicht direkt sichtbaren Zustand der gemischten Steuerungsstrategie und aktualisierte diese Information im Verlauf der Entscheidung. Das spricht dafür, dass die vor allem für Gedächtnis und räumliche Orientierung bekannte Hirnregion auch mögliche Handlungszustände für die Planung abbildet. Der anteriore cinguläre Cortex sagte dagegen größere Veränderungen der Zielgewichtung voraus und entspricht damit am ehesten einem übergeordneten Kontrollsystem.
Der orbitofrontale Cortex zeigte ein anderes Muster, denn seine Aktivität passte eher zur aktuellen Wertstruktur der Aufgabe als zu einem unmittelbaren Wechsel zwischen den Zielen. Zusammengenommen deutet sich damit eine Arbeitsteilung an, bei der der Hippocampus den Handlungszustand abbildet, der anteriore cinguläre Cortex größere Strategieänderungen vorwegnimmt und der orbitofrontale Cortex den Wertkontext repräsentiert.
Die Ergebnisse erweitern das übliche Bild von Entscheidungen als Folge klar abgegrenzter Einzelwahlen. Sie legen nahe, dass das Gehirn bei fortlaufendem Verhalten mehrere Ziele gemeinsam gewichten kann. Das bedeutet allerdings nicht, dass Menschen beliebig viele unabhängige Aufgaben parallel erledigen können. Im Experiment beeinflussten zwei Ziele dieselbe Bewegung innerhalb einer gemeinsamen Aufgabe.