Gehirnnetzwerk erzeugt Gesichtsausdrücke bei Makaken ^{CEFR B2}

Ein Forschungsteam am Laboratory of Neural Systems der Rockefeller University unter Leitung von Winrich Freiwald hat mit fMRI ein Netzwerk untersucht, das Gesichtsausdrücke bei Makaken erzeugt. Die Ergebnisse wurden in Science veröffentlicht; eine ergänzende Analyse derselben Daten erschien in PNAS.

Die Forschenden lokalisierten drei kortikale Bereiche mit direktem Zugriff auf die Gesichtsmuskulatur: den medialen cingulären Motorcortex sowie den lateralen primären und prämotorischen Kortex. Außerdem ist der primäre somatosensorische Kortex beteiligt. Aus diesen Regionen kartierten sie ein zusammenhängendes Gesichtsmotorik‑Netzwerk.

Für die Analysen nutzten die Teams drei Handlungstypen — Bedrohung, Lipsmacking und Kauen — und Reize wie direkte soziale Interaktion, Videoaufnahmen und digitale Avatare, die vom Experimentator gesteuert wurden. Die zentrale Befund ist, dass sowohl höhere als auch niedrigere kortikale Regionen an emotionalen und freiwilligen Ausdrücken mitwirken. Alle Regionen beteiligten sich an allen Gestentypen, arbeiteten jedoch auf unterschiedlichen Zeitskalen: laterale Bereiche zeigten sehr schnelle Dynamiken im Millisekundenbereich, mediale Bereiche dagegen langsamere, stabilere Muster über längere Zeiten.

Eine verwandte Analyse betont, dass diese kortikalen Regionen ein vernetztes Sensorimotorik‑Netz bilden, das die Koordination je nach Bewegung anpasst; das steht im Kontrast zur Vorstellung strikt getrennter, paralleler Bahnen. Zukünftige Arbeiten sollen Wahrnehmung und Ausdruck gemeinsam untersuchen, Areale finden, die emotionale Zustände steuern, und mögliche klinische Anwendungen prüfen. Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass die Befunde Gehirn‑Maschine‑Schnittstellen verbessern und zu natürlicheren Kommunikationsgeräten für Patientinnen und Patienten nach Hirnverletzung führen könnten.