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Martinsried. Mäuse haben eindeutige Gesichtsausdrücke, wenn sie sich ekeln oder freuen, wenn sie Angst haben oder wenn ihnen übel ist. Zwar ist diese Mimik für Menschen nicht ohne Weiteres erkennbar, aber mit Hilfe von Echtzeitkameras und künstlicher Intelligenz (KI) haben Forscher die Emotionen bestimmt, die sich in den Gesichtern spiegeln.

Die Forschergruppe unter der Leitung von Nadine Gogolla vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried lokalisierte zudem die Entstehung der Emotionen im Gehirn, wie sie in der Fachzeitschrift “Science” berichtet.

Zuckerlösung löst bei Mäusen Freude aus

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“Obwohl Emotionen intensiven Forschungsanstrengungen in den Bereichen Neurowissenschaften, Psychologie und Philosophie unterzogen wurden, fehlt uns immer noch ein mechanistisches Verständnis dafür, wie Emotionen in neuronalen Schaltkreisen entstehen”, schreiben die Wissenschaftler. Um emotionale Reaktionen auf bestimmte Reize zu erfassen, nahmen sie die Gesichter von Mäusen auf, wenn sie etwa eine Zuckerlösung zu trinken bekamen. Der Ausdruck der Freude über den Geschmack war bei allen Mäusen ähnlich und ließ sich eindeutig identifizieren.

Forscher messen Stärke der emotionalen Äußerungen

Mäuse, die eine Zuckerlösung schleckten, zeigten viel freudigere Gesichtsausdrücke, wenn sie hungrig als wenn sie satt waren. Nadine Gogolla vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie





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Eine Chininlösung dagegen löste Ekel aus, ebenso wie eine kräftige Salzlösung. Leicht gesalzenes Wasser hingegen sorgte für verhaltene Freude. Bei einem leichten Elektroschock am Schwanz zeigten die Tiere einen Ausdruck für Schmerz.

Die Illustration zeigt die verschiedenen Gesichtsausdrücke einer Maus. Darauf aufbauend wollen Forscher nun die neuronalen Grundlagen der Emotionen untersuchen. © Quelle: Kuhl/Mpi Für Neurobiologie/dpa

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Auch die Stärke der emotionalen Äußerung konnten die Forscher messen: “Mäuse, die eine Zuckerlösung schleckten, zeigten viel freudigere Gesichtsausdrücke, wenn sie hungrig als wenn sie satt waren”, wird Gogolla in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts zitiert.

Optische Elektroden lösen emotionale Regungen aus

Durch die sogenannte Zwei-Photonen-Mikroskopie bestimmten die Forscher jene Nervenzellen im Gehirn, die bei den emotionalen Regungen aktiv waren. Im Fokus hatten sie die zur Großhirnrinde zählende Inselrinde, die bei der Wahrnehmung von Sinneswahrnehmungen und deren emotionaler Bewertung wichtig ist.

Für jede Emotion entdeckten sie ein per Computeralgorithmus klar erkennbares Muster neuronaler Aktivitäten. Mit Hilfe von optischen Elektroden in dieser Hirnregion konnten sie sogar emotionale Regungen in den Mäusen auslösen.

Erkenntnisse könnte beim Bau von Robotern helfen

Dies ist eine extrem wichtige Voraussetzung, um Emotionen sowie mögliche Störungen in deren Verarbeitung zu erforschen, wie zum Beispiel bei Angststörungen oder Depression. Nadine Gogolla vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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Basierend auf diesen Erkenntnissen könne man nun bei Mäusen grundlegend untersuchen, durch welche Prozesse im Gehirn Emotionen entstehen, erklärt Gogolla. “Dies ist eine extrem wichtige Voraussetzung, um Emotionen sowie mögliche Störungen in deren Verarbeitung zu erforschen, wie zum Beispiel bei Angststörungen oder Depression.”

In einem “Science”-Kommentar schreiben Benoit Girard und Camilla Bellone von der Universität Genf, das Forscherteam biete “ein objektives Analysewerkzeug, das wichtig ist, um die neurobiologischen Mechanismen von Emotionen zu verstehen, artspezifische Emotionen zu identifizieren und ihre Variabilität zwischen Individuen zu identifizieren”. Mit einem tiefen Verständnis von Emotionen könnten beispielsweise Roboter gebaut werden, die menschliche Emotionen lesen und darauf reagieren könnten.