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Traumbilder erstmals aus einem Gehirn “ausgelesen”

Traumbilder erstmals aus einem Gehirn “ausgelesen”

Wissenschaftler in Kyoto haben zum ersten Mal mit hoher Treffsicherheit visuelle Daten aus einem Traum von einem fMRI Scan ableiten können.

Der Studienleiter, Dr. Tomoyasu Horikawa, sieht sein Team einen Schritt näher am tatsächlichen Aufzeichnen von Träumen. Im Auszug des am Donnerstag veröffentlichten Papers im Science Magazine beschreiben Horikawa, et. al. ihren Ansatz in Form einer neuralen Dekodierung, die mithilfe von fMRI (funktionelle Magnetresonanztomographie, hierzulande auch als fMRT bekannt) und verbalen Berichterstattungen von Test-Teilnehmern die messbare Aktivität im Gehirn mit tatsächlichen Bildern verknüpfen soll.

Ein solches Vorhaben ist natürlich alles andere als trivial, immerhin sehen wir in den leuchtenden Mustern von fMRI/fMRT-Bildern nicht Ansatzweise eine Repräsentation für “Baum” oder “Hund”. In einer Art Reverse-Engineering-Prozess wurden die Gehirne dreier Probanden gescannt, während sie schliefen und gleichzeitig ihre Gehirnwellen per EEG aufgezeichnet wurden.

Kurz nach den ersten Anzeichen von traumhaltigem Schlaf wurden die Probanden von den Forschern geweckt, nach ihren Trauminhalten befragt und wieder in den Schlaf geschickt. Dieses Prozedere fand in dreistündigen Zeitblöcken statt und zwischen 7 und 10 mal an verschiedenen Tagen pro Proband wiederholt. Während besagter Zeitintervalle wurden die Probanden 10 mal pro Stunde geweckt, insgesamt wurde innerhalb der recht kurzen Testdauer eine beachtliche Summe von etwa 200 Traumberichten erarbeitet.

Typischerweise enthielten die Träume Alltagssituationen im Büro und dergleichen, als Proband hätte ich ja schon ein wenig Angst vor einem ausgelassenen Sex-Traum oder anderweitig (für die Forscher) amüsanten Traumausflügen während dem Testzeitraum gehabt, die Teilnehmer schienen aber alle ganz redlich und ordentlich geträumt zu haben, nämlich von Bäckereien und Bronzestatuen, Häusern, Straßen und Fahrzeugen. Vielleicht hat sich auch keiner dazu bekannt?

Mit den erfassten synthetischen Bildern und den Aussagen der Probanden wurde ein Modell entwickelt, das auf Extraktion und Repetition basiert. Mit einer Worddatenbank namens WordNet suchten die Forscher Schlüsselwörter aus den Traumberichten heraus, die den Probanden im Wachzustand als Fotografie präsentiert wurden. Die erneute Reaktion des Gehirns wurde registriert und schließlich mit den Reaktionen der tatsächlichen Traumbilder verglichen. Dabei lag der Fokus natürlich auf den Gehirnarealen, die mit visuellen Eindrücken assoziiert werden.

Objekterkennung, Kontrast, die grobe Orientierung von Kanten und grundlegende Merkmale von wahrgenommenen Szenen werden in bestimmten Gegenden verarbeitet und enkodiert, bereits im Jahre 2008 berichteten Horikawa, Kamitani und ihre Kollegen von der erfolgreichen Dekodierung visueller Bilder aus der ausgelesenen Aktivität der korrespondierenden Gehirngegenden. Neu ist der Fund anderer Regionen, die recht präzise die Inhalte aus Patiententräumen wiedergeben konnten. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 75-80% können die Forscher nun wiedergeben, ob sich ein Proband innerhalb eines Traums befindet (während der letzten 9 Sekunden vor dem Wecken durch die Forscher), der einer ihrer vordefinierten Kategorien entspricht.

Dabei sind die Tonalität und Bedeutung eines Traums noch nicht erfasst worden, es geht rein um die visuellen Charakteristisken wie Form und Kontrast. Das Dekodieren an sich ist aber nicht als konkrete Bildausgabe zu verstehen, sondern eher wie ein sehr erfolgreiches Rätselraten. Frühe Ergebnisse wurden mit einer Analogie so ähnlich beschrieben: “Stelle Dir vor, Du müsstest das Gesprächsthema in der Büroküche anhand der Flussgeschwindigkeit des Wasserhahns beurteilen”. Wir sind also weit entfernt von einer akkuraten Aussage über Details, oder einem “druckbaren” Ergebnis. Dennoch faszinierend, was bislang vollbracht wurde, oder?

Aktuell wird an der Erkennung von Traumvisualisierungen aus dem REM-Schlaf geforscht, also der intensiven Tiefschlafphase mit größerer Verbindung zu Träumen, allerdings zeigen sich die Experimente dort als zeitintensiver, da die Probanden mindestens eine Stunde schlafen müssen. Derart schnelle und verhältnismäßige günstige Versuche lassen sich in diesem Feld also nicht starten, wie es mit dem leichten Schlaf bisheriger Tests machbar war.

Die Implikationen der Forschung von Horikawa, Kamitani, et.al. gehen in Richtung eines besseren Verständnisses unserer Träume, oder der Bedeutung und Funktion von Träumen im Allgemeinen. Ich könnte mir auch gut vorstellen, dass in ferner Zukunft die private Aufzeichnung von Träumen (mit Wiedergabefunktion) eine Unterhaltungsmöglichkeit oder ein Selbstreflektionsmittel werden könnte. Modifizierte Träume mit Bildregie und Interaktion als Kunstmedium?

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