„Wir sind soziale Wesen. Unser Überleben hängt davon ab, dass wir die Handlungen, Absichten und Emotionen anderer verstehen. Spiegelneuronen ermöglichen es uns, die Gedanken anderer Menschen zu verstehen – nicht nur durch logisches Denken, sondern auch durch Nachahmung. Durch Fühlen, nicht durch Denken.“
– Giacomo Rizzolatti, leitender Neurowissenschaftler, der an der Entdeckung der Spiegelneuronen beteiligt war
Empathie ist im sozialen Leben von entscheidender Bedeutung. Sie ist die Fähigkeit, Gefühle zu erkennen, zu verstehen und miteinander zu teilen. Diese Fähigkeit, über den eigenen Tellerrand hinauszuschauen und die Perspektiven anderer zu erkennen, motiviert uns und hilft uns, zusammenzuarbeiten und Beziehungen innerhalb unserer Gemeinschaften und der Gesellschaft als Ganzes aufzubauen.
Wie wir die Emotionen anderer Menschen durch Empathie automatisch wahrnehmen, ist seit jeher eine spannende Frage in der Philosophie des Geistes und in jüngerer Zeit auch in den Neurowissenschaften und der Sozialkognitionsforschung.
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Menschliche Empathie: Das Spiegelneuronensystem und das EEG
Vor etwa zwanzig Jahren wurde in der Erforschung der Empathie ein Meilenstein erreicht, als Neurowissenschaftler der Universität Parma, darunter Giacomo Rizzolatti, im Gehirn von Affen eine Gruppe von Neuronen entdeckten, die aktiv wurden, wenn der Affe sowohl Ausführender als auch Beobachter derselben Handlung war (di Pellegrino et al., 1992). Es war überraschend, dass Motoneuronen, von denen man einst annahm, sie seien nur für die eigenen Handlungen zuständig, auch aktiv waren, wenn die Handlung eines anderen Lebewesens beobachtet wurde.
Die Forscher bezeichneten diese Art von Gehirnzellen als „Spiegelneuronen“, um ihren Spiegelungseigenschaften Rechnung zu tragen. Ähnliche Ergebnisse wurden in Studien am Menschen bestätigt, was zeigt, dass wir alle über ein hochentwickeltes Spiegelneuronensystem verfügen.
Die Ergebnisse zeigten, dass, wenn wir jemanden bei einer zielgerichteten Handlung beobachten, die motorischen Neuronen, die genau dieselben Muskelgruppen steuern, die wir selbst einsetzen würden, wenn wir dieselbe Bewegung ausführen würden, an Erregbarkeit zunehmen, was bedeutet, dass sie aktiv werden.
Mit den Worten der Autoren Vittorio Gallese und Alvin Goldman: „Jedes Mal, wenn wir jemanden bei der Ausführung einer Handlung beobachten, werden gleichzeitig dieselben motorischen Schaltkreise aktiviert, die auch dann aktiv werden, wenn wir diese Handlung selbst ausführen“ (Gallese & Goldman, 1998, S. 3).
Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass die Funktion eines solchen Spiegelneuronensystems darin besteht, die mentalen Zustände anderer Lebewesen in der Umgebung durch die Simulation ihrer Bewegungen zu erkennen. Vittorio Gallese entwickelte daraufhin eine Theorie, die das Spiegelneuronensystem als Mechanismus für Empathie betrachtet. Die Simulationstheorie der Empathie besagt, dass Spiegelneuronen es uns ermöglichen, die Handlungen anderer zu simulieren, was dazu führt, dass wir die Absicht hinter ihrem offensichtlichen Verhalten verstehen, sie nachahmen und schließlich Mitgefühl für sie empfinden können.
Wie können wir Empathie erforschen – „Mu-Welle“
Wie können wir Empathie und die Aktivität von Spiegelneuronen beim Menschen untersuchen, ohne auf invasive Einzelzellmessungen oder teure stationäre Technologien wie die fMRT zurückgreifen zu müssen? Das EEG hat sich als bequeme und kostengünstige Methode zur Messung der Spiegelneuronenaktivität beim Menschen etabliert.
Weiterlesen: Was ist ein EEG (Elektroenzephalogramm) und wie funktioniert es?
Forscher haben herausgefunden, dass ein bestimmter Alpha-Rhythmus in bestimmten Hirnregionen wahrscheinlich auf die Aktivität von Spiegelneuronen hindeutet. Dieser als „Mu-Welle“ bezeichnete Rhythmus lässt sich immer dann beobachten, wenn sich eine Person körperlich und geistig in Ruhe befindet (Pfurtscheller et al., 2016). Die Mu-Welle wird unterdrückt, wenn die Person aufgefordert wird, eine Bewegung auszuführen. Interessanterweise verschwindet die Mu-Welle auch, wenn die Person beobachtet, wie jemand anderes diese Handlung ausführt, was die Spiegelungs-Eigenschaft zeigt (Muthukumaraswamy, Johnson & McNair, 2004).
Eine Metaanalyse von Fox und Kollegen (2016) ergab, dass 85 Studien, in denen der Mu-Rhythmus gemessen wurde, signifikante Effektstärken für die Unterdrückung der Mu-Aktivität während der Ausführung und Beobachtung von Handlungen aufwiesen. Daraus wurde geschlossen, dass die Messung der Mu-Unterdrückung zumindest in diesen spezifischen Paradigmen ein valider Ansatz zur Untersuchung der Aktivität von Spiegelneuronen ist. Diese Schlussfolgerung wird durch einen weiteren belastbaren Befund zum Mu-Rhythmus aus der Autismusforschung gestützt.
Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Autismus-Spektrum-Störungen bei der Beobachtung von Handlungen und bei Empathieaufgaben keine Mu-Unterdrückung zeigen, was mit früheren Erkenntnissen über eine abnormale Spiegelneuronenaktivität in dieser Bevölkerungsgruppe übereinstimmt (Bernier, Dawson, Webb & Murias, 2007). So dokumentierten Forscher beispielsweise in einer viel zitierten Arbeit, dass Probanden mit Autismus-Spektrum-Störungen bei der Beobachtung von Handbewegungen keine Mu-Unterdrückung zeigten, während dies bei gesunden Kontrollpersonen der Fall war (Oberman et al., 2005). Es zeigte sich, dass die fehlende Spiegelneuronenaktivität bei Autismus-Probanden insbesondere gegenüber unbekannten Personen vorherrschte. Gesunde Kontrollpersonen zeigten Spiegelneuronenaktivität gegenüber jeder Person, egal ob bekannt oder unbekannt.
Forschungsimplikationen der Mu-Welle
Aus angewandter Sicht lässt sich der Mu-Rhythmus auf interessante und neuartige Weise nutzen, beispielsweise um die soziale Identifikation mit einer Figur in einer Werbung, einer Fernsehserie oder einem Film zu quantifizieren. Tatsächlich stammt eine der frühesten Beschreibungen des Mu-Rhythmus aus einer Studie, die genau diesen Effekt der filmischen Identifikation nachwies (Gastaut & Bert, 1954). Die Forscher stellten die Theorie auf, dass der Mu-Rhythmus ein Indikator dafür sein könnte, inwieweit sich ein Beobachter mit einer beobachteten Handlung identifiziert. So könnte beispielsweise die Wirksamkeit von Spenden- und Sozialkampagnen daran gemessen werden, inwieweit sie bei den Zuschauern ein Gefühl der Verbundenheit hervorrufen.
Vielversprechend sind auch die Entwicklungen im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI), die es schwer gelähmten oder behinderten Menschen ermöglichen sollen, besser zu kommunizieren und Maschinen zu steuern. Die Fähigkeit, Bewegungen in diesem Bereich des Gehirns nachzuahmen, die durch Biosignale gelesen werden können, die mit der Hardware kommunizieren, könnte bei Mobilität, Maschinen und Robotik helfen (Pfurtscheller, Gert & Neuper, 2010). Obwohl sich diese Technologie noch in einer experimentellen Phase befindet, können ihre Anwendungen in anderen Disziplinen der Mensch-Maschine-Interaktion genutzt werden, wie beispielsweise VR-Spiele, Simulationen, Physiotherapie, Psychologie, Sozialwissenschaften und anderen Disziplinen der Neurowissenschaften.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Funktionsweise der Spiegelneuronen beim Menschen und die Entdeckung der Mu-Welle zur Erforschung von Empathie bedeutende Meilensteine in der sozialen Neurowissenschaft darstellen. Auch wenn die ersten Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte beeindruckend sind, gibt es in diesem Bereich noch viele offene Fragen. Inwieweit sind Spiegelneuronen beispielsweise bei Personengruppen gestört, die unter Problemen mit der Mentalisierung und Empathie leiden, wie etwa bei schwerem Autismus oder bei narzisstischen und psychopathischen Persönlichkeiten? Welche Behandlungen und Interventionen können eingesetzt werden, um die Aktivität der Spiegelneuronen zu steigern und damit möglicherweise die Empathie zu erhöhen? Diese Fragen erfordern weitere Forschung in diesem vielversprechenden Bereich.
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Literaturverzeichnis
Bernier, R., Dawson, G., Webb, S. & Murias, M. (2007). EEG-Mu-Rhythmus und Beeinträchtigungen der Imitationsfähigkeit bei Personen mit Autismus-Spektrum-Störung. Brain and Cognition, 64(3), 228–237. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2007.03.004
di Pellegrino G, Fadiga L, Fogassi L, Gallese V, Rizzolatti G. Das Verständnis motorischer Ereignisse: Eine neurophysiologische Studie. Experimental Brain Research. 1992;91:176–180.
Fox, N. A., Bakermans-Kranenburg, M. J., Yoo, K. H., Bowman, L. C., Cannon, E. N., Vanderwert, R. E., … & Van IJzendoorn, M. H. (2016). Bewertung der menschlichen Spiegelaktivität mit dem EEG-Mu-Rhythmus: Eine Metaanalyse. Psychological Bulletin, 142(3), 291.
Gallese, V., & Goldman, A. (1998). Spiegelneuronen und die Simulationstheorie des Gedankenlesens. Trends in Cognitive Sciences, 2(12), 493–501.
Gastaut, H. J., & Bert, J. (1954). EEG-Veränderungen während der Vorführung von Filmen. Clinical Neurophysiology, 6, 433–444
Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W. & McNair, N. A. (2004). Modulation des Mu-Rhythmus während der Beobachtung eines objektgerichteten Greifvorgangs. Cognitive Brain Research, 19(2), 195–201.
Oberman, L. M., Hubbard, E. M., McCleery, J. P., Altschuler, E. L., Ramachandran, V. S. & Pineda, J. A. (2005). EEG-Befunde für eine Funktionsstörung der Spiegelneuronen bei Autismus-Spektrum-Störungen. Cognitive Brain Research, 24(2), 190–198.
Pfurtscheller, G., Brunner, C., Schlögl, A. & Da Silva, F. L. (2006). (De-)Synchronisation des Mu-Rhythmus und EEG-Klassifizierung verschiedener motorischer Imaginationsaufgaben auf Einzelversuchsbasis. NeuroImage, 31(1), 153–159.
Pfurtscheller, Gert; Christa Neuper (2010). „EEG-basierte Gehirn-Computer-Schnittstellen“. In Schomer, Donald L.; Fernando H. Lopes da Silva (Hrsg.). Niedermeyers Elektroenzephalographie: Grundlagen, klinische Anwendungen und verwandte Gebiete (6. Aufl.). Philadelphia, Pa.: Lippincott Williams & Wilkins. S. 1227–1236. ISBN 978-0-7817-8942-4.
