26.10.2022 – „Wir essen zuerst mit den Augen.“
Der römische Feinschmecker Apicius soll diese Worte im 1. Jahrhundert n. Chr. Geäußert haben. Jetzt, etwa 2.000 Jahre später, könnten ihm Wissenschaftler recht geben.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology haben einen bisher unbekannten Teil des Gehirns entdeckt, der aufleuchtet, wenn wir Essen sehen. Dieser Teil, der als „ventrale Nahrungskomponente“ bezeichnet wird, befindet sich im visuellen Kortex des Gehirns, in einer Region, von der bekannt ist, dass sie eine Rolle bei der Identifizierung von Gesichtern, Szenen und Wörtern spielt.
Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Aktuelle Biologie, Dazu gehörte die Verwendung von Technologie der künstlichen Intelligenz (KI), um ein Computermodell dieses Teils des Gehirns zu erstellen. Ähnliche Modelle entstehen in allen Forschungsbereichen, um komplexe Systeme des Körpers zu simulieren und zu untersuchen. Zur Bestimmung wurde kürzlich ein Computermodell des Verdauungssystems verwendet die beste Körperhaltung für die Einnahme einer Pille.
„Die Forschung ist immer noch auf dem neuesten Stand“, sagt Studienautor Meenakshi Khosla, PhD. „Es muss noch viel mehr getan werden, um zu verstehen, ob diese Region bei verschiedenen Personen gleich oder unterschiedlich ist und wie sie durch Erfahrung oder Vertrautheit mit verschiedenen Arten von Lebensmitteln moduliert wird.“
Das Auffinden dieser Unterschiede könnte Erkenntnisse darüber liefern, wie Menschen wählen, was sie essen, oder uns sogar dabei helfen, herauszufinden, was Essstörungen antreibt, sagt Khosla.
Ein Teil dessen, was diese Studie einzigartig macht, war der Ansatz der Forscher, der als „hypotheseneutral“ bezeichnet wird. Anstatt eine feste Hypothese zu beweisen oder zu widerlegen, begannen sie einfach, die Daten zu untersuchen, um zu sehen, was sie finden konnten. Das Ziel: Über „die idiosynkratischen Hypothesen hinauszugehen, die Wissenschaftler bereits zu testen gedacht haben“, heißt es in dem Papier. Also begannen sie, eine öffentliche Datenbank namens Natural Scenes Dataset zu durchsuchen, eine Bestandsaufnahme von Gehirnscans von acht Freiwilligen, die 56.720 Bilder betrachteten.
Wie erwartet, entdeckte die Software, die den Datensatz analysierte, Gehirnregionen, von denen bereits bekannt war, dass sie durch Bilder von Gesichtern, Körpern, Wörtern und Szenen ausgelöst werden. Aber zur Überraschung der Forscher enthüllte die Analyse auch einen bisher unbekannten Teil des Gehirns, der auf Bilder von Lebensmitteln zu reagieren schien.
„Unsere erste Reaktion war: ‚Das ist süß und alles, aber es kann unmöglich wahr sein’“, sagt Khosla.
Um ihre Entdeckung zu bestätigen, verwendeten die Forscher die Daten, um ein Computermodell dieses Teils des Gehirns zu trainieren, ein Prozess, der weniger als eine Stunde dauert. Dann fütterten sie das Modell mit mehr als 1,2 Millionen neuen Bildern.
Tatsächlich leuchtete das Modell als Reaktion auf Essen auf. Farbe spielte keine Rolle – selbst schwarz-weiße Lebensmittelbilder lösten es aus, wenn auch nicht so stark wie farbige. Und das Modell konnte den Unterschied zwischen Essen und Gegenständen erkennen, die wie Essen aussahen: eine Banane von einer Mondsichel oder ein Blaubeermuffin von einem Welpen mit einem Muffin-ähnlichen Gesicht.
Anhand der menschlichen Daten fanden die Forscher heraus, dass manche Menschen etwas stärker auf verarbeitete Lebensmittel wie Pizza reagierten als auf unverarbeitete Lebensmittel wie Äpfel. Sie hoffen zu erforschen, wie andere Dinge, wie z. B. die Vorliebe oder Abneigung gegen ein Lebensmittel, die Reaktion einer Person auf dieses Lebensmittel beeinflussen können.
Diese Technologie könnte auch andere Forschungsgebiete erschließen. Khosla hofft, damit zu erforschen, wie das Gehirn auf soziale Signale wie Körpersprache und Gesichtsausdrücke reagiert.
Vorerst hat Khosla bereits damit begonnen, das Computermodell an echten Menschen zu überprüfen, indem er die Gehirne einer neuen Gruppe von Freiwilligen scannt. „Wir haben kürzlich Pilotdaten in einigen Fächern gesammelt und konnten diese Komponente lokalisieren“, sagt sie.