Die Untersuchung von Fußmalern trägt zum Nachweis der Anpassungsfähigkeit des Gehirns bei
Weitere Beweise für die unglaubliche Plastizität des menschlichen Gehirns wurden durch eine neue Studie von Fußmalern - professionellen Malern, die mit ihren Füßen malen - deutlich. Die Studie zeigt, dass die Verwendung der Füße als Hände das Gehirn dazu veranlasst hat, Zehen als Finger zu „sehen“ - fast.
Der somatosensorische Kortex ist die Region des Gehirns, die sensorische Reize vom Körper, einschließlich der Berührungsreize, empfängt und verarbeitet.
In dieser Gehirnregion wird jeder Finger separat als unabhängige Einheit abgebildet. Beim Menschen gilt dies normalerweise nicht für Zehen.
Nichtmenschliche Primaten, die Hände und Füße gleichermaßen für geschickte Aktivitäten wie Klettern verwenden, haben jedoch unterschiedliche Gehirnbereiche für jeden Finger und Zehen.
In einer neuen Studie, die von Forschern des University College London (UCL) in Großbritannien durchgeführt wurde, waren die Forscher daran interessiert herauszufinden, ob sich das menschliche Gehirn anpassen und lernen kann, jeden Zeh einzeln zu „betrachten“, ähnlich wie ihre Finger.
Die Forscher arbeiteten mit zwei Fußkünstlern zusammen - beide Männer in den Fünfzigern -, da das Malen Geschicklichkeit und Präzision erfordert, was bedeutet, dass Personen, die ihre Füße für solche geschickten Aktivitäten verwenden, gelernt haben, sie ähnlich zu verwenden, wie sie Hände benutzen würden. Die beiden professionellen Künstler nutzen ihre Füße auch, um alltägliche Aufgaben wie Anziehen und Tippen zu erledigen.
"Für fast alle Menschen wird jeder unserer Finger durch einen eigenen kleinen Teil des Gehirns dargestellt, während für jeden unserer Zehen kein Unterschied zwischen den Gehirnbereichen besteht", sagt der Hauptautor Daan Wesselink.
"Aber bei anderen nichtmenschlichen Primatenarten, die ihre Zehen regelmäßig für geschickte Aufgaben wie Klettern verwenden, sind sowohl die Zehen als auch die Finger in ihrem Gehirn spezifisch vertreten", fügt er hinzu.
"Hier haben wir festgestellt, dass bei Menschen, die ihre Zehen ähnlich wie andere Menschen ihre Finger benutzen, ihre Zehen in ihrem Gehirn auf eine Weise dargestellt wurden, wie sie bei Menschen noch nie zuvor gesehen wurde."
Daan Wesselink
Top-Beispiele für die natürliche Plastizität des Gehirns
In der Studie - deren Ergebnisse in der Zeitschrift erscheinen Zellenberichte - Die Forscher arbeiteten nicht nur mit den beiden Fußmalern zusammen, sondern auch mit 21 Personen, die ihre Hände voll ausnutzten und als Kontrollgruppe fungierten.
Zunächst bat das Team alle Teilnehmer, Aufgaben zu erledigen, mit denen sie die motorische Kontrolle der Zehen und die sensorische Wahrnehmung in den Zehen beurteilen konnten.
Die Forscher stellten fest, dass die Fußmaler normalerweise einen Fuß für sehr geschickte Aktivitäten - wie das Tragen eines Pinsels - und den anderen für die Stabilisierung verwenden würden. Die beiden trugen die meiste Zeit auch kein geschlossenes Schuhwerk.
Dies, so schlussfolgerten die Forscher, hat es den beiden Künstlern wahrscheinlich ermöglicht, eine viel ausgeprägtere sensorische Wahrnehmung in ihren Zehen zu entwickeln, wodurch die Zehen empfindlicher für Reize werden.
In der nächsten Phase der Studie verwendeten die Forscher eine hochauflösende funktionelle MRT, um alle somatosensorischen Kortexbereiche der Teilnehmer zu scannen, während sie auf die Zehen der Teilnehmer klopften.
Die Forscher fanden heraus, dass im somatosensorischen Kortex jedes Fußmalers unterschiedliche Bereiche für jeden Zeh des geschickten Fußes beim Klopfen „beleuchtet“ wurden. Dies sah ähnlich aus wie das, was im Gehirn passiert, wenn verschiedene Finger etwas berühren.
Wesselink und Kollegen bemerkten eine ähnliche Reaktion im Gehirn, als sie die Zehen des anderen Fußes jedes Malers berührten, obwohl diese Bereiche weniger deutlich voneinander getrennt waren.
Wie erwartet fanden die Forscher nach dem Klopfen ihrer Zehen keine eindeutige Kartierung im somatosensorischen Kortex eines Kontrollteilnehmers.
Was die Wissenschaftler überraschte, war, dass die Fußkünstler nicht geschickter darin waren, jeden Zeh einzeln zu wackeln als die Teilnehmer der Kontrollgruppe, obwohl sie gelernt hatten, ihre Füße für Aufgaben zu verwenden, die normalerweise die Verwendung von Händen erfordern.
Die Künstler hatten jedoch im Vergleich zu den Teilnehmern der Kontrollgruppe eine bessere sensorische Wahrnehmung in ihren Zehen.
Einer der Maler, der sich bereit erklärte, an dieser Studie teilzunehmen, Peter Longstaff, wusste zu schätzen, dass die Forschung ein neues Licht darauf wirft, wie anpassungsfähig das menschliche Gehirn ist.
"Ich habe es genossen, der Wissenschaft zu helfen, indem ich demonstrierte, dass die Füße der meisten Menschen nicht voll ausgeschöpft werden, und ich hoffe, dass die Ergebnisse andere Menschen dazu ermutigen, unkonventionelle Wege zu finden, um ohne den Einsatz von Händen auszukommen", sagt der Künstler.
"Die Körperkarten, die wir in unserem Gehirn haben, sind nicht unbedingt festgelegt - sie erscheinen als solche, weil sie für fast alle Menschen sehr konsistent sind, aber das liegt nur daran, dass sich die meisten Menschen sehr ähnlich verhalten", so Co-Hauptautor Harriet Dempsey-Jones, Ph. D., erklärt.
„Unsere Studie zeigt ein extremes Beispiel für die natürliche Plastizität des Gehirns, da es sich bei Menschen mit sehr unterschiedlichen Erfahrungen von Anfang an unterschiedlich organisieren kann“, fügt die leitende Autorin Tamar Makin hinzu, Professorin für kognitive Neurowissenschaften an der UCL .
