IRA FLATOW: Dies ist der Wissenschaftsfreitag. Ich bin Ira Flatow. Man schätzt, dass etwa 4% der Weltbevölkerung eine Form von Synästhesie hat. Dabei handelt es sich um ein neurologisches Phänomen, bei dem die Grenzen zwischen den Sinnen verschwimmen. Ich möchte Ihnen ein Beispiel geben.
Bei einer häufigen Form der Synästhesie sehen Menschen, wenn sie Buchstaben sehen, auch Farben. Oder sie sehen Farben, wenn sie Musiknoten hören. Und es gibt viele, viele Arten und viele Kombinationen. Aber bei allen geht es darum, dass eine Form der Wahrnehmung in eine andere übergeht.
Diese Woche berichten Forscher, dass sie mehrere Regionen des Genoms identifiziert haben, die an dem Phänomen beteiligt sein könnten. Bei mir ist Amanda Tilot, eine der Autorinnen der Studie, die diese Woche in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde. Sie ist Postdoc-Forscherin am Max-Planck-Institut für Psycholinguistik in den Niederlanden. Willkommen im Programm.
AMANDA TILOT: Hallo, danke, dass ich dabei sein darf.
IRA FLATOW: Gern geschehen. Bei uns ist auch Ed Hubbard, Professor für pädagogische Psychologie und das neurowissenschaftliche Ausbildungsprogramm an der Universität von Wisconsin in Madison. Er ist in den WPR-Studios in Madison. Willkommen zum Science Friday.
ED HUBBARD: Danke, dass ich dabei sein darf.
IRA FLATOW: Amanda, das ist ein ziemlich häufiges Phänomen. Aber gleichzeitig haben viele Leute noch nie davon gehört. Ich habe nie wirklich davon gehört, bis wir angefangen haben, das zu untersuchen.
AMANDA TILOT: Richtig. Viele Menschen wissen nicht, dass ihre Wahrnehmungen etwas Ungewöhnliches sind, bis sie vielleicht in einem Buch oder in einem neurowissenschaftlichen Kurs an der Uni davon hören. Das ist also eine knifflige Sache. Es ist sehr verbreitet, aber die Leute sprechen nicht mit ihren Freunden über ihre Wahrnehmungen und merken, dass etwas ein bisschen anders ist.
IRA FLATOW: Die Leute, die das haben, wachsen also mit dem Gedanken auf, dass jeder so ist wie sie.
AMANDA TILOT: Oft, ja.
IRA FLATOW: Ja. Ed, ist das dasselbe, wie sich tiefe oder musikalische Töne vorzustellen? Noten als dunklere Farben oder Musik in einer Molltonart als dunkel? Was ist da los? Erklären Sie uns das.
ED HUBBARD: Ja, wir denken, dass einige der gleichen Gehirnprozesse, die z.B. bei der Vorstellung, dass Musik dunkler ist, involviert sind, sowohl bei Menschen mit Synästhesie als auch bei allen anderen, die keine Synästhesie haben, vorhanden sein könnten. Aber bei Menschen mit Synästhesie sind diese Prozesse derart verstärkt oder übertrieben, dass sie dies unwillkürlich tun. Sie beschreiben es oft als etwas, das ihnen passiert, und nicht als etwas, das sie tun.
Und sie berichten, dass das schon so lange so ist, wie sie sich erinnern können, seit ihrer Kindheit. Es ist also etwas ganz anderes, wie es sich für Sie anfühlt. Und das ist eine subjektive Erfahrung. Aber wir denken, dass es auf der Ebene des Gehirns ein Kontinuum zwischen dem gibt, was Sie und ich freiwillig tun, und dem, was Synästhetiker berichten.
IRA FLATOW: Interessant ist, dass, als wir im Büro darüber sprachen, einige Leute im Büro – und wir haben eine kleine Gruppe von Leuten – aufhorchen ließen und sagten: „Ich verstehe das. Ich höre das. Und eine unserer Mitarbeiterinnen sagte, dass sie Schwierigkeiten hat, Leuten in der New Yorker U-Bahn den Weg zu weisen, weil die Farbe, die die MTA, sagen wir mal, dem Zug A zugewiesen hat, nicht mit der Farbe übereinstimmt, die sie als diesen Buchstaben sieht.
ED HUBBARD: Ja. Das ist eine recht häufige Erfahrung, von der Synästhetiker berichten. Dass sie ihre eigenen, lebenslangen Assoziationen haben. Und der Rest der Welt versucht auch, Farbcodes zu verwenden, aber sie passen nicht zu jedem Synästhetiker.
IRA FLATOW: Amanda, Sie haben sich mehrere Familien von Synästhetikern angesehen. Wer waren sie, und was haben Sie herausgefunden? Wonach haben Sie gesucht?
AMANDA TILOT: Es handelte sich also um Familien, die ursprünglich vor etwa 10 Jahren in einer britischen Studie identifiziert wurden, bei der man die damals beste Technologie einsetzte, um herauszufinden, ob es bestimmte Teile des Genoms gibt, die mit Synästhesie assoziiert sind und die in allen Familien gleich sein könnten. Also eine einheitlichere Antwort, die für alle Menschen mit Synästhesie gelten würde. Und sie taten sich wirklich schwer damit, so etwas zu finden, was darauf hindeutete, dass es in einzelnen Familien unterschiedliche genetische Ursachen geben könnte.
Und an dieser Stelle hörte die Forschung auf. Vor ein paar Jahren haben wir dann mit neueren Technologien, die es uns ermöglichten, sehr genau zu sein, wieder begonnen, diese Familien zu untersuchen. So konnten wir nach spezifischen Einzelbuchstabenveränderungen in der DNA suchen, die mit Synästhesie in diesen Familien in Verbindung gebracht wurden.
Die Menschen in der Familie, die Synästhesie haben, könnten also diese Veränderungen aufweisen. Und die Menschen, die keine Synästhesie haben, zeigen diese Veränderungen nicht.
IRA FLATOW: Es wird also genetisch von einem Familienmitglied an ein anderes weitergegeben?
AMANDA TILOT: Ja, das denken wir. Und wir haben seit etwa 130 Jahren Hinweise darauf, dass dies der Fall ist. Die Idee, dass es in den Familien vorkommt, ist also nicht neu. Aber es hat lange gedauert, um herauszufinden, was genau passiert.
IRA FLATOW: Nun, was ist passiert? Was haben Sie entdeckt, was passiert? Was bewirken die Gene?
AMANDA TILOT: Die Gene, die wir gefunden haben, die Veränderungen enthalten, die spezifisch für Synästhesie sind, waren in jeder der drei Familien unterschiedlich. Aber das haben wir aufgrund früherer Forschungen erwartet, die darauf hindeuteten, dass es sich um ein komplexes Phänomen handeln würde. Es wird keine einfache Antwort geben.
Und so war unsere nächste Aufgabe, herauszufinden, ob es irgendwelche Funktionen dieser Gene gibt, die sie alle miteinander verbinden würden. Vielleicht sind sie alle unterschiedlich, aber sie wirken in ähnlichen biologischen Bahnen.
Und als wir danach suchten, welche Aktivitäten in dieser großen Liste, die wir von den drei Familien hatten, überrepräsentiert waren, fanden wir heraus, dass Gene, die damit zu tun haben, wie sich Neuronen während der Entwicklung miteinander verbinden, wie sie wissen, wohin sie ihre Verbindungen schicken müssen, um die richtigen Schaltkreise miteinander zu verbinden, eine Funktion war, die in unserer Liste von Genen, die Unterschiede in den Synästhetikern zeigten, überrepräsentiert war. Und das war für uns überraschend und aufregend.
IRA FLATOW: Ed, wie passt das zu dem, was wir bereits über Synästhesie wissen?
ED HUBBARD: Ich denke, das ist eine wirklich schöne Brücke zwischen der genetischen Ebene und dem, was wir von den Neurowissenschaften auf Systemebene darüber gelernt haben, wie das Gehirn organisiert ist. Eine der Haupttheorien über die Ursachen der Synästhesie ist die Geschichte von gekreuzten Drähten im Gehirn, die – zum Beispiel – Gehirnbereiche, die an der Erkennung von Buchstaben und Wörtern beteiligt sind, direkt an Gehirnbereiche angrenzen, die an der Wahrnehmung von Farben beteiligt sind. Vor etwa 15 Jahren haben wir die Idee entwickelt, dass es eine Art Kreuzaktivierung gibt.
Wenn also jemand, der an Synästhesie leidet, einen Buchstaben oder eine Zahl sieht, werden nicht nur die Neuronen im Gehirn aktiviert, die für die Erkennung von Buchstaben und Zahlen zuständig sind. Sie aktivieren auch einige dieser Farbzellen im Gehirn. Und deshalb haben sie dann diese automatische, unwillkürliche zusätzliche Erfahrung von Farben. Und diese Idee gibt es schon lange, und sie wurde durch verschiedene bildgebende Verfahren des Gehirns unterstützt.
Wenn man sich zum Beispiel die funktionelle Bildgebung des Gehirns, FMRI, ansieht und auch die Struktur des Gehirns auf einer sehr groben Ebene betrachtet. Wir können uns ansehen, wie die Systeme des Gehirns aussehen, wenn wir sie mit MRI betrachten. Aber diese Brücke, die es uns ermöglicht, dies mit der molekularen und zellulären Ebene zu verbinden und über diese Bahnen auf der Ebene der einzelnen Familien zu sprechen, halte ich für wirklich aufregend. Und ich denke, dass uns dies jetzt erlaubt, diese Brücken zwischen den verschiedenen Erklärungsebenen zu bauen.
IRA FLATOW: Dr. Tilot, haben wir irgendeine Vorstellung davon, was im Gehirn vor sich geht, das diese Assoziationen ursprünglich verursacht?
AMANDA TILOT: Das ist eine gute Frage. Die Ideen, die es im Moment gibt, und ich denke, einige der prominentesten Hypothesen, sind, dass etwas in der Genetik, vielleicht Unterschiede in den Genen, die wir gesehen haben, vielleicht Unterschiede in Genen, die wir noch nicht identifiziert haben, das Gehirn prädisponieren, diese zusätzlichen Verbindungen zu bilden. Ihr Gehirn ist also prädestiniert, diese zusätzlichen Verbindungen zwischen Ihren Sinnen herzustellen.
Und welche Verbindungen bilden sich dann genau? Welche Farbe Ihre Nummer sechs oder Ihr Mittwoch hat, ist dann ein Wechselspiel mit Ihrer Umgebung. Und das ist etwas, das auf verschiedene Weise untersucht wurde, um zu sehen, welche Auswirkungen die Umwelt hat. Aber die Idee ist, zumindest bisher, dass unser Gehirn vielleicht ein bisschen anders verdrahtet ist, was es empfänglicher für diese Veränderungen oder diese Assoziationen macht. Und dann hängt es davon ab, was man erlebt, um den Rest zu formen.
IRA FLATOW: Lassen Sie uns zu den Telefonen nach Merritt Island, Florida, zu Leigh gehen. Hi, Leigh. Willkommen zum Science Friday.
LEIGH: Hallo. HI. Danke, dass Sie meinen Anruf entgegennehmen. Ich habe entdeckt, dass ich Synästhesie habe, als ich einen Kompositionskurs auf College-Niveau unterrichtete und meinen Studenten die Aufgabe gab, aufzuschreiben, welche Farbe die Musik hatte, die ich spielte. Und ich habe einige Musikstücke gespielt. Und nicht ein einziger von ihnen verstand überhaupt, was ich von ihnen verlangte.
Und als ich ihre leeren Blicke sah, dachte ich, oh, da stimmt etwas nicht mit mir. Ich begann zu recherchieren, und mir wurde klar, dass es das sein muss. Ich sehe Farben. Ich sehe Formen und Strukturen, wenn ich Musik höre.
Und manchmal ist es so ablenkend, dass ich sie nicht hören kann, während ich Auto fahre, weil sie so lebhaft in meinem Blickfeld ist. Auch wenn ich es vor meinem geistigen Auge habe, ist es manchmal schwer, die Straße zu sehen. Und mein Sohn interessiert sich sehr für Musik.
Und er ist fasziniert davon. Und er möchte wissen, ob man das bei einem Menschen hervorrufen kann, der diese Tendenz nicht von Natur aus hat. Ist das etwas, das man lernen kann, wenn man Musik hört?
IRA FLATOW: Eine gute Frage. Ed, was denkst du?
ED HUBBARD: Ja. Diese Frage gibt es in der experimentellen Psychologie und in der neurowissenschaftlichen Literatur schon fast so lange, wie wir uns mit Synästhesie beschäftigen. Seit den späten 1800er Jahren stellen sich die Menschen dieselbe Frage. Und die Antwort scheint zu sein:
Mit viel, viel intensivem Training können Menschen lernen, synästhesieähnliche Assoziationen zu haben. Und eine neuere Studie hat sogar gezeigt, dass man diese wirklich schönen systematischen Veränderungen in der Gehirnaktivität zusammen mit diesen Veränderungen in den Berichten der Menschen erhält. Aber es scheint nicht ganz so automatisch zu sein.
Es scheint nicht ganz so stabil zu sein. Und die Veränderungen können ziemlich schnell wieder verschwinden, wenn man das Training abbricht. Es scheint also in dieser Hinsicht immer noch einen Unterschied zwischen Synästhetikern und Nicht-Synästhetikern zu geben, aber diejenigen von uns, die neugierig darauf sind, könnten einen Weg finden, zumindest einen Einblick zu bekommen, wie es ist.
IRA FLATOW: Leigh, bist du immer noch dabei?
LEIGH: Ja.
IRA FLATOW: Hilft es dir? Halten Sie sich für künstlerischer, weil Sie – ich nenne es mal – ein Talent für Synästhesie haben?
LEIGH: Ich glaube, dass ich künstlerische Wege gefunden habe, es auszudrücken. Zum Beispiel habe ich mich von klein auf, ich erinnere mich, als ich fünf Jahre alt war, für das Tanzen interessiert. Und jedes Mal, wenn ich Musik hörte, spielte ich die Formen und Strukturen nach, die ich in der Musik sah.
Und daraus wurde die Fähigkeit zu tanzen. Seit ich 18 Jahre alt bin, bin ich ein professioneller Choreograph. Und ich bin sehr leicht in der Lage, Tänze zur Musik zu choreografieren, weil ich einfach meine Augen schließe und die Musik beobachte und dann den Leuten beibringe, das zu tun, was ich sehe.
IRA FLATOW: Wow. Das ist eine tolle Geschichte. Danke, dass Sie das mit uns teilen, Leigh.
LEIGH: Danke.
IRA FLATOW: Danke für den Anruf. Ich habe hier einen Tweet von Kim, die sagt, dass sowohl mein Mann als auch meine Tochter Synästhesie haben. Ich habe gelesen, dass man annimmt, dass wir alle als Säuglinge Synästhesie haben, aber dass die Assoziationen bei den meisten Menschen in den ersten Lebensjahren abnehmen oder verschwinden.
Haben Sie irgendwelche Untersuchungen zu dieser Idee gesehen? Diese Tatsache, sagt sie. Haben wir sie alle? Und behalten manche von uns sie und manche verlieren sie? Was meint ihr dazu? Amanda, Ed?
AMANDA TILOT: Ed?
ED HUBBARD: Amanda, ich werde… fahren Sie fort. Ich kann über die Dobkins-Studie sprechen oder Sie, wenn Sie möchten.
AMANDA TILOT: Oh, nein. Fahren Sie fort. Ich glaube, das ist die, an die ich gedacht habe.
IRA FLATOW: OK, . Fahren Sie fort.
ED HUBBARD: Es gab also eine Studie, die von Karen Dobkins und ihrem Team an der Universität von Kalifornien in San Diego durchgeführt wurde. Sie untersuchten sechs Monate alte Säuglinge und verwendeten ein Paradigma, bei dem sie die Säuglinge aufforderten, immer und immer wieder dieselbe Form zu betrachten, bis sie sich langweilten. Dann präsentierten sie farbige Dinge und testeten, ob sich die Langeweile der Form auch auf die Farben übertrug.
Und sie fanden heraus, dass einzelne Säuglinge zum Beispiel Dreiecke mit Rot assoziierten. Wenn sie also einen Haufen Dreiecke gesehen hatten, waren sie von Rot gelangweilt. Das deutet darauf hin, dass das Übersprechen, das bei Synästhetikern zwischen Buchstaben und Farben auftritt, auch bei Säuglingen vorhanden sein könnte.
Und als sie dann, ich glaube, es waren neun Monate alte Säuglinge, untersuchten, schien dieses Übersprechen zu verschwinden. Das deutet also darauf hin, dass es in der frühen Entwicklungsphase einige der gleichen Überschneidungen gibt, die für Synästhetiker wichtig sind, die lebenslange Assoziationen zwischen Buchstaben und Farben haben.
IRA FLATOW: Das ist Science Friday von PRI, Public Radio International. Nun, Amanda, ich habe gehört, dass Sie Synästhesie studieren und Freiwillige brauchen. Richtig?
AMANDA TILOT: Ja, das tun wir.
IRA FLATOW: Sie haben ein großes Megaphon hier. Wie kann man sich anmelden?
AMANDA TILOT: Wenn Sie Verbindungen zwischen Buchstaben und Zahlen oder Wochentagen und Farben feststellen, würden wir uns freuen, wenn Sie an unserer Studie teilnehmen. Sie können damit beginnen, indem Sie auf unsere Website gehen. Sie lautet www.mpi.nl/synesthesia. Und wenn Sie auf Join This Study klicken, können Sie ein wenig mehr über Synästhesie erfahren und ein paar kurze Quizfragen beantworten, wenn Sie sich nicht sicher sind.
Und wenn die von Ihnen erlebten Typen die richtigen für unseren Test sind, schicken wir Ihnen einen Gentest per Post. Und Sie können ihn an uns zurückschicken. Sie können von jedem Ort der Welt aus teilnehmen. Und wir bezahlen den Versand.
IRA FLATOW: Bitte sehr. Ihre Website ist mpi.nl/synesthesia. Wir werden versuchen, es später auf unsere Website zu stellen. In einer Minute müssen wir los. Ed, Sie studieren pädagogische Psychologie. Hat das Auswirkungen auf das Klassenzimmer?
ED HUBBARD: Das ist ein Teil dessen, was wir uns gerade ansehen. Synästhetiker werden sagen, dass ihre Farben ihnen manchmal helfen, sich an Dinge wie Telefonnummern oder mathematische Fakten zu erinnern. Sie werden auch sagen, dass sie manchmal im Weg sind, wenn sich zum Beispiel die Farben für drei und vier nicht zu der Farbe mischen, die sieben sein sollte. Oder zwei und fünf, die unterschiedliche Farben sind, sollen die gleiche Farbe für die Sieben ergeben.
Synästhetiker sagen also, dass es ihnen hilft und dass es ihnen auf alle möglichen interessanten Arten schadet. Und wir versuchen immer noch, das zu verstehen. Wir untersuchen also Erwachsene, hier Studenten, die Synästhesie haben, und wir untersuchen auch Kinder, um besser zu verstehen, wie diese synästhetischen Assoziationen ihnen beim Lernen helfen oder schaden.
IRA FLATOW: Nun, viel Glück Ihnen beiden. Ed Hubbard, Professor für Pädagogische Psychologie und Neurowissenschaftliches Trainingsprogramm, Universität von Wisconsin und Madison. Und Amanda Tilot, Post-Doc-Forscherin am Max-Planck-Institut für Psycholinguistik in den Niederlanden. Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, heute bei uns zu sein.
ED HUBBARD: Danke, Ira.
AMANDA TILOT: Danke für die Einladung.
IRA FLATOW: Gern geschehen.
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