Was passiert beim Denksport im Gehirn?
Go-Experiment an der Universität Jena vom 18. bis 23. 4. wird im Internet übertragen – inklusive Livekommentar zum Spiel und zur Hirnaktivität
Vom 18. bis 23. April findet an der Friedrich-Schiller-Universität Jena ein Sport-Event der ganz besonderen Art statt. Acht Spielerinnen und Spieler des asiatischen Brettspiels Go treffen in insgesamt zwölf Partien aufeinander – darunter Vertreterinnen und Vertreter der europäischen Go-Elite. Das Besondere: Die Kontrahentinnen und Kontrahenten spielen nicht um einen Titel, sondern im Auftrag der Wissenschaft.
Die Partien sind Teil eines weltweit bisher einmaligen Experiments, bei dem Psychologinnen und Psychologen der Universität Jena den Spielerinnen und Spielern während der Begegnungen direkt ins Gehirn schauen und messen, wie stark der Denksport physiologisch belastet. Zudem wollen sie herausfinden, ob Männer und Frauen unterschiedlich mit der kognitiven Belastung umgehen. Interessierte können die Begegnungen – inklusive Hirnaktivität – live vor Ort und im Internet verfolgen. Go-Expertinnen und -Experten von der European Go Federation sowie Forschende aus der Psychologie kommentieren gemeinsam das jeweilige Geschehen auf dem Brett und im Kopf.
„Im Hochleistungssport gehen Menschen an ihr Limit, bewegen sich an der Belastungsgrenze und greifen phasenweise letzte Energiereserven an. Das gilt sowohl für den Marathonläufer als auch für die Denksportlerin“, sagt die klinische Psychologin Prof. Dr. Ilona Croy von der Universität Jena. „Wir wollen mit unserem Experiment herausfinden, was genau während kognitiv herausfordernder Situationen in unserem Gehirn passiert."
Wie sich ein Spielfehler im Gehirn zeigt
Sichtbar machen lässt sich das am besten durch den Sauerstoffverbrauch des Denkorgans. Neben Sensoren zur Erfassung der Herzrate und des Muskeltonus im Schulterbereich sind die Go-Spielerinnen und -spieler deshalb während der Partien mit Elektroden am Kopf versehen. Mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) beobachten die Forschenden, wie sich der Blutfluss im Gehirn verändert und welche Hirnregionen in bestimmten Spielsituationen stärker durchblutet und mit Sauerstoff versorgt werden.
So können sie beispielsweise nachvollziehen, was während eines Spielfehlers in unserem Denkzentrum passiert. „In jeder Go-Partie gibt es durch Fehler hervorgerufene Wendepunkte, in denen sich die Dominanzverhältnisse auf dem Spielbrett verändern“, erklärt Ilona Croy. „Macht ein Spieler einen Fehler und ärgert sich darüber, dann sieht man das auch im Gehirn.“ Regionen, die für Emotionen zuständig sind, verbrauchen dann mehr Sauerstoff. Klingt die Verärgerung ab, dann fließt wieder mehr sauerstoffreiches Blut in den dorsolateralen präfrontalen Cortex, das Denk- und Planungszentrum des Gehirns.
Weltmeisterin initiiert das Experiment und nimmt selbst teil
Die Kontrahentinnen und Kontrahenten spielen ihre Partien auf elektronischen Brettern – das Spielgeschehen wird somit live digital übertragen und durch eine Künstliche Intelligenz ausgewertet. „Obwohl wir auf diese Weise den Spielverlauf und die Messwerte sehr gut synchronisiert abbilden, bedeutet das nicht, dass wir sofort nach einem Fehler auch die Reaktion des Gehirns beobachten können. Denn nicht immer merkt ein Spieler sofort, dass er etwas falsch gemacht hat. Deshalb befragen wir die Spielenden nach der Begegnung separat, wie sie die Partie wahrgenommen haben und schlagen somit eine Brücke zwischen der unmittelbaren KI-Auswertung und der menschlichen Perspektive, also den gemessenen Werten“, erklärt die Initiatorin der Studie Prof. Dr. Manja Marz von der Universität Jena.
Die Bioinformatikerin der Universität Jena hat selbst ein großes Interesse an den Forschungsergebnissen, zählt sie doch zu den besten Go-Spielerinnen der Welt. Erst vor wenigen Wochen errang sie in Tokio den Weltmeistertitel der Amateure. Auch während des Experiments wird sie am Spielbrett sitzen. „So erfahre ich vielleicht, wie lange ich mir nach einem Fehler für den nächsten Zug Zeit lassen sollte, bis das rationale Zentrum meines Gehirns wieder die Kontrolle übernommen hat.“
Unterschiede zwischen Spielerin und Spieler
Einen besonderen Fokus richten die beiden Forscherinnen auf mögliche geschlechtsspezifische Unterschiede. Die Pilotstudie untersucht als Teil des Projekts „Gender in Focus“ der Universität Jena erstmals, ob Männer und Frauen bei langfristiger geistiger Höchstleistung unterschiedliche neuronale Aktivierungsmuster und Kompensationsstrategien zeigen. Deshalb spielen Frauen und Männer während des Experiments getrennt gegeneinander.
„Sowohl beim Go als auch etwa beim Schach gibt es eine lange Diskussion darüber, warum Frauen nicht so gut spielen wie Männer“, erklärt Manja Marz. „Die prominenteste Begründung ist, dass es sich um einen statistischen Effekt handelt, weil es einfach viel weniger Spielerinnen als Spieler gibt. Doch vielleicht funktionieren auch die Gehirne von Männern und Frauen evolutionär anders. Es wird diskutiert, dass Männer konfrontativer sein könnten und versuchen Territorium abzustecken, während Frauen mehr auf Harmonie achten und sich darauf konzentrieren, dass Dinge harmonisch zusammenpassen. Das führt möglicherweise zu unterschiedlichen Spielstilen im Go.“ Während seiner Versuche will das Jenaer Team nun herausfinden, ob Männer oder Frauen beispielsweise besser oder schlechter auf Reserven im Gehirn zurückgreifen können und ob sie sich schneller von kognitiven Belastungen erholen.
Das Go-Experiment, das es in dieser Form weltweit noch nicht gegeben hat, wird vermutlich nicht nur in den Bereichen Denk- und E-Sport auf großes Interesse stoßen. Die Forschungsergebnisse liefern auch wertvolle Informationen für Berufsgruppen, die über einen langen Zeitraum hochkonzentriert arbeiten, etwa Pilotinnen oder Chirurgen. Geschlechtsspezifische Erkenntnisse geben möglicherweise Impulse für geschlechtssensible Leistungsförderung in Bereichen mit hoher mentaler Beanspruchung.
Informationen zum Event:
Das Go-Experiment findet vom 18. bis 23. April an der Universität Jena statt. Interessierte können die Begegnungen jeweils zwischen 9.30 Uhr und 15 Uhr live vor Ort am Inselplatz 5, Raum 4012, verfolgen. Dort treffen sie auch auf Expertinnen und Experten, die ihnen Go näherbringen. Zudem wird das Event live und kommentiert auf dem Twitch-Kanal der European Go Federation übertragen: https://www.twitch.tv/europeangofederation
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Manja Marz
Fakultät für Mathematik und Informatik der Universität Jena
Leutragraben 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 946480
E-Mail: manja@uni-jena.de
Prof. Dr. Ilona Croy
Institut für Psychologie der Universität Jena
Am Steiger 3, Haus 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 945141
E-Mail: ilona.croy@uni-jena.de
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