Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) – Wie funktioniert das eigentlich?

Es gibt verschiedene Arten wie Mediziner und Wissenschaftler das Gehirn mit Hilfe von bildgebenden Verfahren ansehen können (umgangssprachlich werden sie unter dem Begriff Hirnscan zusammengefasst).

Die derzeit populärste Methode ist die funktionelle Magnet Resonanz Tomographie (fMRT), die im Englischen fMRI (funktional magnet resonance imaging) genannt wird.

Doch wie funktioniert das eigentlich?

Voxel

Hier siehst Du eine Ansammlung von Voxeln. Ein einzelnen Voxel ist rot hervorgehoben.

Nun, eine Maschine erstellt eine dreidimensionale Karte des Gehirns indem sie das Gehirn in zehntausende von winzigen Blöcken aufteilt. Diese Blöcke werden Voxel genannt. Ein Voxel ist so etwas ähnliches wie ein Pixel. Ein Pixel ist ein winziger Punkt auf Deinem Bildschirm – und aus vielen Pixeln nebeneinander ergeben sich Buchstaben und Bilder auf Deinem Bildschirm. Ein Voxel ist nun ein Pixel, aber für Volumen – es ist also dreidimensional (während das Pixel nur 2D ist).

Ein fMRT misst nun wieviel Blut in jedem Voxel Deines Gehirns fließt. Denn das wiederum soll Auskunft darüber geben, wo besonders viel Aktivität im Gehirn stattfindet beim Ausführen einer bestimmten Tätigkeit. Denn das Gehirn braucht Sauerstoff, und wenn ein bestimmtes Hirnareal intensiv arbeitet braucht es mehr Sauerstoff – und es ist das Blut welches den Sauerstoff zu den entsprechen Hirnarealen liefert.

Problem: Erkennen was relevant ist

Eines der grundsätzlichen Probleme dabei ist jedoch, dass Blut natürlich beständig durch das Gehirn fließt. Und man kann nicht mit endgültiger Sicherheit sagen welche Veränderungen im Blutfluss tatsächlich mit dem Ausführen einer bestimmten Aufgabe zu tun haben, und welche ohne Bezug (und folglich für den Zweck der Studie irrelevant) sind.

Deshalb benutzen Wissenschaftler statistische Methoden um besser erkennen zu können welche Veränderungen des Blutflusses relevant sind und welche nicht. So ausgefeilt diese statistischen Methoden jedoch sein können – sie sind der Komplexität des Problems bei weitem nicht gewachsen. Ein einzelner Hirnscan besteht aus etwa 50,000 Datenpunkten, und im Rahmen einer Studie werden tausende von fMRT-Scans durchgeführt.

Diese Komplexität lässt viel Spielraum für Fehlinterpretationen und beabsichtigte Manipuation zu.

Hirnaktivität in totem Lachs

Um das zu Veranschaulichen haben Neurowissenschaftler aus den USA in einem Experiment mit fMRT Hirnaktivität in einem toten Lachs nachgewiesen, wenn dem toten Lachs Bilder von Menschen in sozialen Situationen gezeigt wurden. Natürlich reagiert ein toter Lachs nicht tatsächlich auf Bilder, doch aufgrund der fMRT Technik und der statistischen Methoden war es eben möglich Hirnaktivität nachzuweisen.

Absicht dieses Experiments von Craig Bennet war übrigens zu demonstrieren wie irreführend fMRT sein können.

Deshalb sollte man nicht jeder “Hirnscan-Studie” sofort unbegrenzt glauben schenken, nur weil das Wort “Neurowissenschaftler” in einem Artikel auftaucht. Hirnscans sind ein vielversprechendes und sehr nützliches Werkzeug im Bereich der Medizin und anderer Wissenschaften, jedoch sollten wir nicht überschätzen wieviel wir tatsächlich aus einem Hirnscan ableiten können.

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