Sensing the heart, seeing the world: Neural mechanisms of attentional allocation between interoception and exteroception

In jedem Moment unseres Lebens jongliert unser Gehirn mit zwei sehr unterschiedlichen Arten von Informationen. Ein Strom kommt aus der Außenwelt: der Anblick eines Baumes, das Geräusch eines Autos, das Gefühl von Wind auf unserer Haut. Der andere Strom kommt aus der Tiefe unseres eigenen Körpers: der Rhythmus unseres Herzschlags, das Gefühl der Fülle in unserem Magen, die Spannung in unseren Muskeln. Wir nennen die erste Art der Wahrnehmung „Exterozeption“ und die zweite „Interozeption“. Während wir es gewohnt sind, der Welt um uns herum Aufmerksamkeit zu schenken, laufen die Signale aus unseren eigenen Körpern oft im Hintergrund ab, unbemerkt. Doch diese internen Signale sind lebenswichtig. Sie prägen, wie wir uns fühlen, wie wir Entscheidungen treffen und wie wir unseren Körper am Laufen halten. Die große Frage für Wissenschaftler ist, wie das Gehirn entscheidet, welcher dieser beiden Ströme an Aufmerksamkeit gewinnt, wenn sie miteinander konkurrieren. Erhöht das Gehirn einfach die Lautstärke des einen, während es die des anderen senkt, oder nutzt es eine komplexere Strategie, um die beiden auszubalancieren?

Ein Team von Forschern setzte sich zum Ziel, dies zu beantworten, indem es die Gehirne gesunder Erwachsener beobachtete, während diese zwischen der Aufmerksamkeit auf ihren eigenen Herzschlag und einer visuellen Aufgabe wechselten. Sie wollten herausfinden, ob das Gehirn unterschiedliche Netzwerke nutzt, um nach innen als nach außen zu schauen, und ob das Fokussieren auf das eine tatsächlich die Teile des Gehirns verstummen lässt, die für das andere zuständig sind. Zu diesem Zweck entwarfen sie ein kluges Experiment, bei dem die Außenwelt exakt gleich aussah, egal, wozu die Person aufgefordert wurde. Die Teilnehmer lagen in einem Magnetresonanztomographen, einem Gerät, das Bilder der Gehirnaktivität aufnimmt. Durch einen Spiegel sahen sie einen Bildschirm voller schnell bewegendem visuellem Rauschen. In dieses Rauschen waren winzige, gestreifte Formen eingebettet, die in einem Rhythmus erschienen und verschwanden, der einem normalen menschlichen Herzschlag entsprach.

Die Teilnehmer erhielten zwei verschiedene Aufgaben, die in abwechselnden Zeitblöcken durchgeführt wurden. Bei der einen Aufgabe wurden sie angewiesen, zu zählen, wie viele dieser winzigen visuellen Formen sie sahen. Bei der anderen Aufgabe wurden sie angewiesen, die Formen völlig zu ignorieren und stattdin zu zählen, wie oft sie ihren eigenen Herzschlag in ihrer Brust spürten. Entscheidend war, dass der visuelle Strom aus Formen und Rauschen während beider Aufgaben mit exakt derselben Geschwindigkeit und Lautstärke weiterlief. Das Einzige, was sich änderte, war, wohin die Person ihre Aufmerksamkeit lenken sollte. Dieser Aufbau ermöglichte es den Forschern, die Reaktion des Gehirns auf die Richtung der Aufmerksamkeit zu isolieren, statt auf Veränderungen dessen, was die Augen sahen oder wie schwierig die Aufgabe war. Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer beide Aufgaben gleichermaßen gut bewältigten – sie zählten die visuellen Formen und die Herzschläge mit ähnlicher Genauigkeit und Zuversicht, was bestätigte, dass das Gehirn lediglich seinen Fokus wechselte und nicht mit einer der Aufgaben kämpfte.

Als die Forscher die Gehirnscans untersuchten, fanden sie heraus, dass das Ge Brain zwei völlig unterschiedliche „Nachbarschaften“ nutzte, um diese beiden Jobs zu bewältigen. Wenn die Menschen die visuellen Formen zählten, leuchtete ein Netzwerk von Bereichen im hinteren und oberen Teil des Gehirns auf. Dies beinhaltete den visuellen Kortex ganz hinten am Kopf, der für das Sehen verantwortlich ist, sowie eine höher gelegene Region namens Lobulus parietalis superior, die dabei hilft, die Aufmerksamkeit zu lenken. Interessanterweise aktivierte das Gehirn nicht nur die visuellen Bereiche, sondern dämpfte auch die Aktivität in den Teilen des visuellen Kortex, die die Ränder unseres Sichtfeldes repräsentieren, während es die Aktivität in der Mitte, wo sich die Formen befanden, steigerte. Es war, als ob das Gehirn einen Scheinwerfer auf die Mitte des Bildschirms richtete und den Rest dimmte.

Im Gegensatz dazu wurde, als die Menschen zur Zählung ihrer Herzschläge wechselten, ein anderer Satz von Hirnregionen aktiv. Dieses Netzwerk konzentrierte sich um die Insula, eine tiefe Gewebefalte an der Seite des Geigens, die als Zentrum für die Wahrnehmung des internen Zustands des Körpers fungiert. Die Scans zeigten starke Aktivität sowohl in den vorderen als auch in den hinteren Teilen der Insula sowie in Bereichen nahe der Oberseite des Gehirns, die bei Denkprozessen und der Kontrolle helfen. Dies deutet darauf hin, dass die Aufmerksamkeit auf den Körper ein dediziertes System erfordert, das sich von dem unterscheidet, das wir nutzen, um die Welt zu betrachten.

Vielleicht die aufschlussreichste Erkenntnis war das, was geschah, wenn das Gehirn den Gang wechselte. Die Studie zeigte, dass, wenn die Menschen sich auf die visuellen Formen konzentrierten, die Aktivität in der Insula – dem Zentrum der Körperwahrnehmung – tatsächlich unter das normale Ruheniveau sank. Das Gehirn nutzte die Insula nicht nur nicht, es unterdrückte sie aktiv. Ebenso blieb, wenn die Menschen auf ihre Herzschläge achteten, die Teile des visuellen Kortex, die normalerweise die Ränder des Bildschirms verarbeiten, ruhig, obwohl das visuelle Rauschen weiterhin vorhanden war. Dies deutet darauf hin, dass das Gehirn die Aufmerksamkeit nicht einfach nur zu einer Sache hinzufügt, sondern die Verarbeitung der konkurrierenden Quelle aktiv abschwächt. Es ist ein kompetitiver Prozess, bei dem Ressourcen verschoben werden, indem ein System hochgefahren und das andere heruntergeregelt wird.

Die Forscher entdeckten auch eine Verbindung zwischen der Fähigkeit, die Herzschläge zu zählen, und der Art und Weise, wie sich deren Gehirne verhielten. Personen, die genauer zählen konnten, zeigten weniger Aktivität in einem spezifischen Bereich auf der rechten Seite des Gehirns, dem Lobulus parietalis inferior. Diese Region ist dafür bekannt, uns dabei zu helfen, Dinge in der Außenwelt wahrzunehmen. Dieser Befund legt nahe, dass die Fähigkeit, auf den eigenen Körper zu hören, von der Fähigkeit abhängen könnte, die Teile des Gehirns zu beruhigen, die ständig die Außenwelt scannen. Mit anderen Worten: Die besten Interozeptoren sind vielleicht diejenigen, die am effektivsten das Rauschen der externen Umgebung ausblenden können, um die leisen Signale aus dem Inneren zu hören.

Diese Studie liefert ein klares Bild davon, wie das Gehirn das empfindliche Gleichgewicht zwischen der inneren und der äußeren Welt verwaltet. Sie zeigt, dass Aufmerksamkeit kein einzelner Schalter ist, sondern ein koordinierter Tanz aus Aktivierung und Unterdrückung über verschiedene Gehirnnetzwerke hinweg. Wenn wir nach außen blicken, verstummen die internen Sensoren; wenn wir nach innen blicken, beruhigen wir die externen Sensoren. Diese kompetitive Zuweisung von Ressourcen stellt sicher, dass wir uns auf das konzentrieren können, was in diesem Moment am wichtigsten ist, sei es das Navigieren durch eine belebte Straße oder das Spüren des subtilen Rhythmus unseres eigenen Lebens. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Fähigkeit, unseren Körper zu fühlen, nicht nur eine passive Aufnahme von Signalen ist, sondern eine aktive Fertigkeit, die das Management der Aufmerksamkeitsressourcen des Gehirns beinhaltet, damit die interne und die externe Welt einander nicht überwältigen.