Wie der Körper weiß, was zu ihm gehört

Dr. Xaver Fuchs forscht am CITEC zum Thema Körperwahrnehmung

Dr. Xaver Fuchs befasst sich damit, wie es zustande kommt, dass wir wissen, was zu unserem Körper gehört und was nicht. Die Grundlagenforschung des Psychologen am Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) und an der Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft der Universität Bielefeld könnte unter anderem dazu beitragen, bessere Prothesen zu entwickeln.

Ein klassischer Versuch, um die Körperrepräsentation zu untersuchen, ist ein Experiment mit einer Gummihand.Gehört der Fuß, den man auf dem Boden sieht, eigentlich zum eigenen Körper? Wo hört der kleine Finger auf und an welcher Stelle beginnt der Tisch, auf dem er liegt? Der Psychologe Dr. Xaver Fuchs forscht am Exzellenzcluster CITEC dazu, wie das menschliche Gehirn festlegt, wo die Grenzen des eigenen Körpers sind.

„Wir wissen, dass das Gehirn ein Modell des Körpers erzeugt“, sagt der Psychologe. Verschiedene Areale im Gehirn repräsentieren dabei einzelne Körperteile. So existiert in der Großhirnrinde so etwas wie eine Landkarte des Körpers, die daran beteiligt ist, Empfindungen zu verarbeiten und Bewegungen zu steuern. Andere Bereiche im Gehirn wiederum legen fest, was das Gehirn für Körper und was es für Umwelt hält – und wo im Raum der Körper und seine Teile sich jeweils befinden.

Um eine solche Landkarte des Körpers zu erstellen, benötigt das Gehirn viele Informationen über die verschiedenen Körperteile. „Dabei spielt vor allem die Sinnesverarbeitung eine Rolle“, sagt Fuchs. „Wir wissen, dass das Gehirn gewisse Annahmen darüber macht, was zum Körper gehört. Wie es zu diesen Annahmen kommt, ist aber weitgehend ungeklärt.“ Das ist ein Teil der Forschung von Xaver Fuchs.

Das Modell im Gehirn ist darüber hinaus nicht für alle Zeit festgelegt. Das Gehirn ist in der Lage, sich an Veränderungen anzupassen. Das wird auch als Plastizität bezeichnet – und kommt beispielsweise dann zum Tragen, wenn jemandem ein Arm oder ein Bein amputiert wird.

Das Gehirn ist stets bestrebt, alle Sinneseindrücke zu einem stimmigen Bild des Körpers zusammenzufügen. Fehlt plötzlich der linke Arm, dann fehlen auch die Sinneseindrücke, die sonst von dort ausgingen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass durch neuronale Fehlanpassungen, die sich in einer Veränderung der Körperkarte im Gehirn ausdrücken,  Phantomschmerzen nach einer Amputation entstehen können. Auch daran forscht Fuchs.

Doch wie sieht das praktisch aus? Ein klassischer Versuch, um die Körperrepräsentation zu untersuchen, ist ein Experiment mit einer Gummihand. Dabei sitzt ein Proband an einem Tisch. Er sieht nur eine seine beider Händen, die andere ist verdeckt. Stattdessen liegt eine täuschend echte Gummihand auf dem Tisch.

Nun werden beide Hände mit einem Pinsel gestreichelt. Dabei zeigt sich, dass die Teilnehmenden häufig das Gefühl haben, als würden sie das Streicheln in der Gummihand spüren. „Das Experiment zeigt, wie schnell das Gehirn sich an die Eindrücke aus der Umwelt anpasst“, sagt Fuchs.

In einem anderen seiner Experimente sollen Probanden Griffe bewegen, die unter einer Scheibe verborgen sind. Dabei wirkt eine subtile Kraft auf die Arme ein, die für die Probanden nicht spürbar ist. „Hierbei geht es vor allem um die Lokalisation des Körpers im Raum“, sagt Fuchs.

Der Psychologe forscht zudem zu Menschen, die an chronischen Schmerzen leiden. „Schmerzen können Handlungen beeinflussen“, sagt er. Die Annahme dabei ist, dass der Körper lernt, bestimmte Bewegungen zu vermeiden, wenn sie mit Schmerzen verbunden sind. „Es entsteht dann eine Schonbewegung“, sagt Fuchs. „Die wiederum kann aber auf lange Sicht ungünstige Folgen haben, wenn sie zu einer Fehlbelastung führt.“

Fuchs macht dabei Grundlagenforschung. Die Ergebnisse könnten nicht nur wichtig sein für Virtual Reality und Robotik, wenn es beispielsweise darum geht, ob das körperliche Selbst auf einen Avatar oder einen Roboter übertragen werden kann. „Ich hoffe, dass auch die Prothetik davon profitiert“, sagt Fuchs. In Zukunft könnten so zum Beispiel im Idealfall Prothesen entwickelt werden, die Amputierten noch besser als herkömmliche Prothesen wahrnehmen, nämlich nicht als Fremdkörper, sondern als Teil von sich selbst.

Dr. Xaver Fuchs forscht zum Körper und seiner Wahrnehmung.Dr. Xaver Fuchs, Jahrgang 1983, hat an der Philipps-Universität Marburg Diplom-Psychologie studiert und am Institut für Neuropsychologie und Klinische Psychologie am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim promoviert. Seit Januar 2017 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitseinheit Biopsychologie und Kognitive Neurowissenschaften (Leitung: Prof. Dr. Tobias Heed) der Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft der Universität Bielefeld und am CITEC und forscht zu Körperrepräsentation und Schmerzwahrnehmung.

Weitere Informationen:
www.uni-bielefeld.de/psychologie/abteilung/arbeitseinheiten/14

Kontakt:
Xaver Fuchs, Universität Bielefeld
Biopsychologie und Kognitive Neurowissenschaften
Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft
Telefon: 0521 106 67 531
E-Mail: xaver.fuchs@uni-bielefeld.de

Autorin des Artikels: Maria Berentzen