Der Studie zufolge "findet dieser Zusammenbau in einem Bereich des Gehirns in der Nähe des linken Ohrs statt, wo sich die 'Kommandozentrale' für die Handhabung von Objekten befindet", erklärte die Universität Coimbra (UC) in einer Erklärung, die der Nachrichtenagentur Lusa übermittelt wurde.

Diese Daten könnten "wichtige Auswirkungen auf die Robotik, Gehirn-Maschine-Schnittstellen und durch Hirnverletzungen verursachte Handlungsdefizite haben", betonte sie.

Die Studie zeigte, dass "so wie die Wörter einer Sprache aus der Neukombination der Buchstaben des Alphabets gebildet werden können, kann auch das gesamte Repertoire menschlicher Handlungen aus einer kleinen Anzahl von Grundelementen aufgebaut werden".

Die Forscher wendeten "Computermodellierung von Daten der funktionellen Magnetresonanztomographie an, um zu zeigen, dass eine Gehirnregion namens supramarginaler Gyrus (SMG) - die sich im linken unteren Scheitellappen befindet und bereits für ihre Rolle bei der Planung von objektgerichteten Handlungen bekannt ist - Repräsentationen komplexer Handlungen aus der Rekombination einer begrenzten Menge koordinierter Bewegungsmuster der Finger, Hände, Handgelenke und Arme konstruiert."

Diese Bewegungsmuster werden von den Forschern als kinematische Synergien bezeichnet.

"Die Handhaltung beim Gebrauch einer Schere ähnelt der Haltung beim Gebrauch einer Zange, obwohl Schere und Zange ganz unterschiedliche Funktionen haben. Umgekehrt können eine Schere und ein Gebrauchsmesser zwar für denselben Zweck verwendet werden, aber die Art und Weise, wie diese Objekte gehalten werden, ist sehr unterschiedlich", erläuterte UC.

Auf diese Weise konnten die Forscher verstehen, dass "die Aktivität im SMG sehr ähnliche Repräsentationen für Objekte darstellt, die ähnliche Handhaltungen erfordern".

"Wenn wir unsere Hände benutzen, um Objekte zu greifen, müssen wir nicht darüber nachdenken, wie wir die Handlung aus ihren elementaren Bestandteilen zusammensetzen, so wie ein Muttersprachler nicht darüber nachdenken muss, wie er die Wörter ausspricht, die er verwenden möchte. Die vom supramarginalen Gyrus vermittelten Prozesse laufen immer automatisch im Hintergrund ab, außerhalb des Fokus unserer bewussten Aufmerksamkeit.

Die Hauptautorin der Studie, Leyla Caglar, die diese Forschung als Postdoktorandin an der Carnegie Mellon University und der Universität Coimbra leitete, erklärte, dass ebenso wie die für die Sprache verantwortlichen Gehirnregionen Laute oder Phoneme zu Wörtern kombinieren, das Gehirn auch kinematische Synergien kombiniert, um komplexe, auf Objekte gerichtete Aktionen zu bilden.

Leyla Caglar zufolge konstruiert das Gehirn aus diesem geschlossenen Satz von Grundelementen das gesamte Repertoire an Handlungen, die mit der menschlichen Hand ausgeführt werden können.

"Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass der Gyrus supramarginalis als Montagezentrum fungiert, das die Grundelemente von Handlungen zu komplexeren und funktionellen Sequenzen kombiniert", betont die Forscherin, die derzeit am Mount Sinai Medical Centre (USA) arbeitet.

Der Mitautor der Studie und Neurowissenschaftler an der Universität Coimbra, Jorge Almeida, erklärte, wenn diese Synergien "direkt von der neuronalen Aktivität" abgebildet werden, sei es möglich, "effizientere Gehirn-Maschine-Schnittstellen zu bauen, die es den Nutzern ermöglichen, Prothesen mit größerer Natürlichkeit, Präzision und Flexibilität zu steuern".

"Dies bringt uns auch der Schaffung künstlicher Systeme näher, die in der Lage sind, mit einer dem Menschen vergleichbaren Agilität, Effizienz und Intelligenz zu handeln", betonte Jorge Almeida.

Die in dieser Studie gemachten Entdeckungen eröffnen auch neue Perspektiven für Krankheiten wie Apraxie, eine neurologische Erkrankung, bei der Patienten die Fähigkeit verlieren, Gegenstände richtig zu benutzen, obwohl sie sie erkennen.