Forscher haben einen der rätselhaftesten Teile des menschlichen Gehirns mit beispielloser Detailtreue kartiert. Ihre Ergebnisse zeigen im Detail, wie die Insula, auch Inselrinde genannt, aufgebaut ist – ein Areal des Gehirns. Die Arbeit legt zudem einen Weg offen, über den die Hirnrinde, Sitz der höheren kognitiven Funktionen, im Zusammenspiel mit der Insula Körperempfindungen beeinflussen kann.
Demnach ist eine Region der Insula für das Schmerzempfinden in bestimmten Körperteilen zuständig. Eine andere erzeugt Empfindungen wie die Übelkeit, die in den inneren Organen wahrgenommen wird. Eine dritte kommuniziert mit weiteren Hirnarealen, die an kognitiven Funktionen und Gefühlen beteiligt sind, was darauf hindeutet, dass sie nicht nur die Empfindungen selbst beeinflusst, sondern auch, wie das Gehirn sie deutet. Anders als früher angenommen lese die Insula nicht bloß die Signale des Körpers aus, sondern bestimme teilweise mit, wie wir unseren Körper fühlen sollen, sagt Josef Parvizi, einer der Autoren der Studie und Forscher und Arzt in Stanford.
Die detaillierte Untersuchung der Insula gilt als notorisch schwierig, weil sie tief im Gehirn liegt. Frühere Studien hatten nahegelegt, dass diese schwer zugängliche Region Signale aus verschiedenen Körperteilen – etwa Schmerz oder Druck – aufnimmt und anschließend auch verarbeitet. Die meisten Untersuchungen zur menschlichen Insula stützten sich bislang jedoch vor allem auf bildgebende Verfahren, um zu beobachten, was in der Insula passiert, wenn unterschiedliche Empfindungen entstehen, sagt Parvizi.
Für ein genaueres Bild mussten Parvizi und seine Kollegen einen Weg finden, elektrische Signale in verschiedene Teile der menschlichen Insula zu senden und die daraus resultierenden Körperempfindungen auszuwerten. Gesunden Menschen ohne Grund Elektroden ins Gehirn zu implantieren wäre allerdings unethisch, weshalb die Forscher sich an 87 Personen wandten, denen aus medizinischen Gründen bereits zuvor Elektroden in den Kopf eingesetzt worden waren.
In den über ein Jahrzehnt dauernden Experimenten reizten Parvizi und seine Kollegen auf diese Weise verschiedene Bereiche der Insula der Teilnehmenden. Die Stimulation des hinteren Teils der Insula löste Schmerz, Wärmeempfinden und weitere Empfindungen – unter anderem Kribbeln und Taubheitsgefühle – in bestimmten Körperregionen der Teilnehmenden aus, etwa im Arm oder im Bein. Wenn die Forscher dagegen den mittleren Teil der Insula reizten, nahmen die Probanden „viszerale“ Empfindungen wahr, darunter Übelkeit, Druck und ein Völlegefühl in der Brust.
Bei der Stimulation des vorderen Teils der Insula berichteten die Teilnehmenden kaum etwas. Messungen der von den Nervenzellen erzeugten elektrischen Signale zeigten jedoch, dass auch dieser Teil der Insula aktiv wurde, während die Teilnehmenden Aufgaben zur Salienz lösten, also zu jener Fähigkeit, die es uns erlaubt, uns inmitten anderer Einflüsse auf bestimmte Arten von Reizen zu konzentrieren. Der Anstieg der Aktivität im vorderen Teil der Insula während der Aufgabe deutet darauf hin, dass dieses Areal eher an kognitiven Aufgaben als an Körperempfindungen beteiligt ist.
Weitere Experimente der Untersuchung zeigten, dass der vordere Teil der Insula mehr Signale an andere Teile der Insula sendete, als er von ihnen empfing, was darauf hindeutet, dass seine Rolle auch die Beeinflussung der hinteren und mittleren Areale umfasst. Die Forscher stellten außerdem fest, dass der vordere Teil der Insula auch mit weiteren Hirnregionen kommuniziert, die an kognitiven Funktionen und Gefühlen beteiligt sind. Er spiele also nicht nur bei Schmerz und anderen Körperempfindungen eine Rolle, sondern forme auch mit, wie das Gehirn diese deutet und darauf reagiert, sagt Parvizi.
Als Nächstes wollen die Forscher untersuchen, wie sich der Aufbau der Insula bei bestimmten neuropsychiatrischen Störungen unterscheidet, etwa bei Menschen, die am chronischen Schmerzsyndrom leiden. „Dieses Wissen können wir nutzen, um Zustände zu verstehen, die mit Behinderungen einhergehen“, sagt Parvizi.
