Pragmatische Repräsentationen eigener und fremder Handlungen im Affen-Putamen

Wie das Gehirn weiß, wann es mit anderen handeln soll

Alltägliche Tätigkeiten wie eine Tasse reichen, Hände schütteln oder gemeinsam eine Kiste heben beruhen auf einem stillen Wunder im Gehirn: Wir müssen entscheiden, wann wir uns bewegen, wann wir zurückhalten und wie wir unsere Bewegungen an die einer anderen Person anpassen. Diese Studie untersucht, wie eine tiefliegende Gehirnstruktur, das Putamen, Affen dabei hilft, ihre eigenen Handbewegungen mit denen eines Partners zu koordinieren, und zeigt Prinzipien auf, die auch menschliches soziales Verhalten und Störungen wie die Parkinson-Krankheit beeinflussen können.

Ein geteilter Tisch zum Testen von Teamarbeit

Um dieses verborgene Koordinationssystem zu untersuchen, trainierten die Forscher zwei Makaken, eine „Mutual Action Task“ mit einem menschlichen Versuchsleiter auszuführen. Affe und Mensch saßen sich an einem kleinen Tisch gegenüber, mit einem gemeinsamen Objekt dazwischen. In jedem Durchgang sagten Töne und visuelle Symbole, wer handeln sollte (Affe oder Mensch) und welche Griffart verwendet werden sollte: ein feiner Präzisionsgriff mit Daumen und Fingerspitze oder ein Ganzhandgriff, bei dem die Hand das Objekt umschließt. Manchmal fand die Bewegung im vollen Licht statt, manchmal bei völliger Dunkelheit, und manchmal führte der Partner die Aktion hinter einer durchsichtigen Barriere aus. Indem das Team genau kontrollierte, wer sich bewegte, wie gegriffen wurde und was gesehen werden konnte, konnten sie herausarbeiten, wie das Putamen auf die eigenen Handlungen im Vergleich zu denen des Partners reagiert.

Signale aus der Großhirnrinde und die eigene Stimme des Putamen

Das Putamen liegt tief im Gehirn und erhält dichte Eingänge aus äußeren Hirnregionen, die Handbewegungen planen und steuern. Mit feinen Mehrkanalsonden bestätigten die Forscher zunächst anatomisch, dass sie aus Putamen-Zonen aufzeichneten, die mit der Kontrolle von Hand und Arm verbunden sind. Dann maßen sie zwei Arten von Aktivität: langsame elektrische Rhythmen (lokale Feldpotenziale), die vor allem eingehende Signale aus der Großhirnrinde widerspiegeln, und schnelle Spike-Aktivität einzelner Neuronen, die die eigene Ausgabe des Putamens repräsentiert. Die langsamen Rhythmen spiegelten bekannte Muster aus den äußeren motorischen Bereichen: Sie änderten sich, sobald Instruktionen ankamen, wer handeln sollte und welcher Griff zu verwenden war, noch bevor eine Bewegung stattfand. Im Gegensatz dazu blieben die meisten Einzelneuronen während der Instruktionsphase ruhig und veränderten ihre Feuerrate erst, wenn eine Aktion tatsächlich vorbereitet oder ausgeführt wurde.

Neurone für das Selbst, für Andere und für beide

Unter Hunderten aufgezeichneter Neurone fand das Team unterscheidbare Gruppen. Manche Neurone reagierten nur, wenn der Affe den Griff ausführte, andere nur, wenn der menschliche Partner handelte, und wieder andere sowohl bei den Aktionen des Affen als auch des Partners. Viele Zellen feuerten stärker (wurden „facilitated“), während andere ihre Aktivität verringerten (wurden „suppressed“). Neurone, die auf beide—Selbst und Andere—ansprachen, zeigten tendenziell sehr ähnliche Zeitverläufe in beiden Fällen, trugen aber dennoch genug subtile Unterschiede, damit ein Klassifikator unterscheiden konnte, wer handelte. Entscheidend war, dass etwa ein Viertel der während der eigenen Bewegungen aktiven Neurone zwischen Präzisions- und Ganzhandgriff unterscheiden konnte, und diese Griffpräferenz blieb selbst im Dunkeln erhalten. Das zeigt, dass das Putamen nicht nur visuelle Informationen weiterreicht, sondern detaillierte Aspekte der eigenen Handbewegungen kodiert.

Sehen ist optional, gemeinsamer Raum nicht

Eine wichtige Überraschung ergab sich, als die Forscher die Sichtbarkeit manipulier­ten. Bei den eigenen Bewegungen des Affen feuerten die meisten Putamen-Neurone ebenso stark, egal ob die Bewegung im Licht oder in völliger Dunkelheit stattfand, was darauf hinweist, dass visuelles Feedback von der Hand weitgehend unnötig war. Gleiches galt für Neurone, die auf die Aktionen des menschlichen Partners reagierten: Die Zellen feuerten weiterhin, wenn der Partner das Objekt im Dunkeln ergriff. Wenn der Partner jedoch dieselbe Aktion zwar klar sichtbar, aber hinter einer durchsichtigen Barriere ausführte, die jede mögliche physische Interaktion mit dem Objekt verhinderte, schrumpften oder verschwanden die meisten dieser „fremdbezogenen“ Antworten. Die Szene sah gleich aus, doch weil der Affe das Objekt prinzipiell nicht erreichen konnte, war die Antwort des Putamens auf die Aktion des Partners deutlich reduziert.

Was das für alltägliche soziale Handlungen bedeutet

Diese Befunde legen nahe, dass das Putamen nicht einfach nur widerspiegelt, was gesehen wird; vielmehr repräsentiert es Handlungen—eigene und fremde—in Bezug auf das, was in der gemeinsamen Umgebung tatsächlich damit getan werden kann. Die aus der Großhirnrinde eintreffenden Rhythmen scheinen ein reiches Set möglicher Handlungen zu vermitteln, während das Putamen sich auf die konkrete Option konzentriert, die gerade relevant ist: welche Handbewegung ausgeführt werden soll und ob überhaupt auf die Bewegung eines anderen reagiert werden soll. Da das Putamen bei Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit stark betroffen ist, eröffnet diese Arbeit ein neues Fenster dafür, warum soziale Koordination und kooperative Bewegungen schwieriger werden können, und weist auf ein breiteres Netzwerk für „soziale Handlung“ im Gehirn hin, das Wahrnehmung, Möglichkeit und Entscheidung verbindet.

Zitation: Rotunno, C., Reni, M., Ferroni, C.G. et al. Pragmatic representations of self- and others’ action in the monkey putamen. Nat Commun 17, 608 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68403-6

Schlüsselwörter: soziale Handlung, Motorik, Basalganglien, Spiegelneuronen, Morbus Parkinson