Nikos K. Logothetis vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik hat die Erkundung der auditorischen Wahrnehmung in die Hände eines jungen Mitarbeiters gelegt: Christoph Kayser. Der Max-Planck-Forscher studierte Mathematik und theoretische Physik an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. Dort war er bei einem Seminar am Institut für Neuroinformatik erstmals mit der Hirnforschung in Berührung gekommen – und hängen geblieben.

An den Neurowissenschaften reizte ihn damals wie heute vor allem das Zusammenspiel von analytischen und experimentellen Ansätzen. „Die analytische Herangehensweise, die ich mir in meinem Studium angeeignet habe, ist sehr von Vorteil, wenn man sich dem spannenden und komplexen Thema Gehirn widmet“, so seine Überzeugung.

Blick ins Gehirn von Rhesusaffen

	Raumklang © MPI für biologische Kybernetik

Im ersten Schritt zu einem besseren Verständnis der Hörleistung unseres Gehirns erstellten Kayser und sein amerikanischer Kollege Christopher Petkov eine exakte Karte des Hörcortex, der auch Hörrinde heißt und sich im Schläfenlappen befindet. Anatomische Untersuchungen legten nahe, dass das Hörzentrum – ähnlich wie man es bereits vom Sehzentrum kennt – in mehrere Areale unterteilt ist. Um dies genauer zu überprüfen, untersuchten Kayser und Petkov mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) die Gehirne von Rhesusaffen.

„Diese Tiere sind für solche Analysen hervorragend geeignet“, erklärt Kayser. „Ihr Gehirn ist dem des Menschen sehr ähnlich und wurde in den vergangenen Jahrzehnten anatomisch sehr gut untersucht.“ So können die Forscher kontrollieren, ob die gemessenen Aktivitäten zur anatomischen Struktur passen. „Außerdem können wir beim Affen unsere Ergebnisse auf elektrophysiologischer Ebene überprüfen, also durch direktes Messen der Nervenzellaktivität im Gehirn, was beim Menschen so nicht möglich ist.“

Die Kartierung des Hörcortex
Um den Hörcortex zu kartieren, spielten die Forscher ihren Versuchstieren Töne aus unterschiedlichen Frequenzbereichen vor. Gleichzeitig sahen sie deren Gehirnen mittels der fMRT quasi bei der Arbeit zu. Dabei identifizierten sie elf verschiedene auditorische Felder, die jeweils alle das komplette akustische Spektrum repräsentieren. Anders ausgedrückt: In den einzelnen Bereichen ist für sämtliche Schallfrequenzen jeweils eine Gruppe von Nervenzellen zuständig.

Das deutet darauf hin, dass die Bereiche unterschiedliche Aufgaben erfüllen, ähnlich wie im Sehzentrum. Auch hier wird ein Bild, das die Netzhaut im Auge aufnimmt, Punkt für Punkt in jedes einzelne Areal übertragen. Und es ist bekannt, dass diese Felder unterschiedliche Aufgaben bei der Weiterverarbeitung übernehmen.