Bayes goes tango: Twenty years of experience alter joint walking dynamics, but not the use of multisensory information

Jeden Tag bewegen wir uns synchron mit anderen, ohne darüber nachzudenken. Wir treten zur Seite, um jemandem Platz zu machen, gehen im Gleichschritt mit einem Freund oder navigieren durch einen belebten Raum, ohne mit jemandem zusammenzustoßen. Diese Momente der gemeinsamen Bewegung beruhen auf einem komplexen, blitzschnellen Gespräch zwischen unseren Augen, unseren Ohren und unserem Tastsinn. Unser Gehirn muss ständig erraten, wo sich eine andere Person befindet, wie schnell sie sich bewegt und was sie als Nächstes tun wird – und das alles, während es mit der Tatsache zurechtkommen muss, dass unsere Sinne nicht perfekt sind. Sie sind verrauscht und manchmal langsam. Um diese Unsicherheit zu bewältigen, verfügt das menschliche Gehirn über eine eingebaute Strategie: Es kombiniert Informationen aus verschiedenen Sinnen und gewichtet die zuverlässigsten Hinweise stärker, um ein einzelnes, klares Bild der Welt zu formen. Dieser Prozess, bekannt als multisensorische Integration, ermöglicht es uns, selbst dann reibungslos zu agieren, wenn die Welt verwirrend ist. Doch eine Frage bleibt: Ändert sich diese Strategie, wenn wir besser in einer bestimmten Aufgabe werden? Wenn wir Jahrzehnte damit verbringen, eine komplexe Form der Bewegung zu meistern, lernen wir dann, uns auf unterschiedliche Sinne zu verlassen, oder hält unser Gehirn an denselben grundlegenden Regeln fest?

Um dies zu beantworten, wandten sich Forscher der Universität Bern dem Argentinischen Tango zu, einem Tanzstil, der vollständig auf Improvisation statt auf auswendig gelernten Schritten basiert. In diesem Tanz führt eine Person und die andere folgt, wobei die Folgende unmittelbar auf die subtilen Bewegungen der Führenden reagieren muss. Die Forscher rekrutierten 48 Frauen, die seit unterschiedlicher Zeit Tango tanzten, von Anfängerinnen mit weniger als einem Jahr Erfahrung bis hin zu Expertinnen mit über zwanzig Jahren Praxis. Sie baten diese Frauen, eine vereinfachte Version des Tanzes auszuführen: im Takt der Musik vor und zurück zu gehen, während sie einer Führenden gegenüberstanden, die sie mit subtilen Signalen leitete. Das Ziel war es zu sehen, wie sich die Bewegungen der Folgenden mit zunehmender Expertise veränderten und wie sie damit umgingen, wenn die Forscher bestimmte sensorische Hinweise entfernten.

Das Experiment wurde entworaynt, um die Grenzen der Sinne der Folgenden zu testen. In der Standardversion der Aufgabe konnte die Folgende die Führende sehen, die Musik hören und die Hand der Führenden auf ihrer Brust spüren. In anderen Versionen entfernten die Forscher jeweils einen dieser Hinweise. Manchmal trugen die Frauen undurchsichtige Brillen, um die Sicht zu blockieren. Ein anderes Mal wurden sie gebeten, ihre Arme an der Seite zu lassen, damit sie die Berührung der Führenden nicht spüren konnten. In einer dritten Variation trugen die Führenden Kopfhörer, sodass die Folgende die Musik nicht hören konnte. Durch die Messung der präzisen Bewegungen der Brüste der Tänzerinnen mit Hochgeschwindigkeitskameras konnten die Forscher genau berechnen, wie gut die Folgende die Geschwindigkeit und das Timing der Führenden erreichte.

Die Ergebnisse zeigten einen faszinierenden Unterschied darin, wie sich Expertinnen und Anfängerinnen bewegten. Die Frauen mit der meisten Erfahrung kopierten die Führende nicht einfach perfekter; stattdessen bewegten sie sich mit einer dynamischeren, federnden Qualität. Sie schienen einen Bruchteil einer Sekunde länger zu warten, um Informationen zu sammeln, bevor sie reagierten, und beschleunigten dann stärker, um aufzuholen. Dieses „Warten und Beschleunigen“-Muster war ein Kennzeichen der Expertinnen und unterschied sie von den Anfängerinnen, die sich vorsichtiger bewegten. Wenn die Forscher jedoch untersuchten, wie stabil die Koordination war – also wie stark die zeitliche Abstimmung und die Geschwindigkeit von Schritt zu Schritt variierten –, stellten sie fest, dass Erfahrung die Tänzerinnen nicht konsistenter machte. Die Stabilität der Bewegung hing fast ausschließlich davon ab, welche Sinne verfügbar waren, und nicht davon, wie viele Jahre die Tänzerin geübt hatte.

Der wichtigste Befund betraf den Sinn, der am entscheidendsten war. Wenn die Forscher den Tastsinn blockierten, indem sie die Tänzerinnen ohne Halten der Führenden gehen ließen, brach die Koordination stärker zusammen als wenn die Sicht oder das Gehör blockiert worden waren. Dies bestätigte, dass die physische Verbindung zwischen den Partnern der wichtigste Hinweis für diese Art der Bewegung ist. Überraschenderweise fanden die Forscher heraus, dass sich die Art und Weise, wie die Tänzerinnen diese Hinweise nutzten, mit der Erfahrung nicht änderte. Selbst nach zwanzig Jahren Tanz luden die Expertinnen den Tastsinn, die Sicht und das Gehör in genau denselben Proportionen wie die Anfängerinnen. Sie lernten nicht, die Musik oder die visuellen Reize zugunsten des Tastsinns zu ignorieren; sie wurden lediglich besser darin, alle zusammen zu nutzen.

Dieser Mangel an Veränderung deutet darauf hin, dass die Methode des Gehirns zur Kombination sensorischer Informationen eine fundamentale, unveränderliche Regel dafür ist, wie Menschen sich bewegen, und keine Fertigkeit, die durch Übung erlernt wird. Die Forscher testeten diese Idee mithilfe eines mathematischen Modells, das darauf basiert, wie das Gehirn unsichere Informationen gewichtet. Sie fanden heraus, dass das Verhalten der Tänzerinnen gut durch dieses Modell erfasst wurde und den Vorhersagen bayesianischer Prinzipien eng entsprach. Obwohl es systematische Abweichungen in den Daten gab – wahrscheinlich aufgrund von motorischem Rauschen, das nach der Kombination der Sinne hinzugefügt wurde –, bestätigte das Gesamtmuster, dass das Gehirn wie ein intelligenter Rechner agiert, der die verfügbaren Hinweise vermischt, um Fehler zu reduzieren. Wenn ein Hinweis entfernt wird, stützt sich das Gehirn stärker auf die verbleibenden, aber die zugrunde liegende Regel, wie es diese mischt, bleibt gleich. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass wir zwar durch jahrelange Praxis lernen können, uns dynamischer und ausdrucksstärker zu bewegen, der grundlegende sensorimotorische Mechanismus, der es uns ermöglicht, mit anderen zu koordinieren, jedoch konstant bleibt. Wir programmieren unser Gehirn nicht um, um bessere Tänzer zu werden; wir werden lediglich besser darin, dieselben uralten Regeln der Wahrnehmung auf eine komplexe neue Herausforderung anzuwenden.