🧠 Ein Algorithmus enthüllt, wie unser Gehirn Motivation erzeugt

Versteckt in unserem Gehirn liegt eine kleine Region namens ventrale tegmental Area, kurz VTA. Dieser Bereich ist entscheidend für unser tägliches Leben, da er unsere Reaktion auf Belohnungen und Motivation steuert. Sein Geheimnis? Dopamin, ein chemischer Botenstoff, den das Gehirn ausschüttet, wenn es etwas Angenehmes erwartet.

Ein internationales Team von Forschern der Universitäten Genf (UNIGE), Harvard und McGill hat nun gezeigt, dass diese kleine Hirnregion noch erstaunlichere Fähigkeiten besitzt als bisher angenommen. Mithilfe eines innovativen Algorithmus entdeckten sie, dass die VTA nicht nur das Eintreffen einer Belohnung vorhersagt, sondern auch genau anzeigt, wann diese erwartet wird.


Diese faszinierende Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature, unterstreicht die wachsende Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Neurowissenschaften und künstlicher Intelligenz.

Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass die VTA lediglich anzeigt, ob eine Belohnung eintrifft oder nicht. Studien aus den 1990er Jahren hatten gezeigt, dass diese Region Dopamin freisetzt, sobald ein Signal (wie ein Licht oder ein Ton) eine zukünftige Belohnung ankündigt, und nicht erst zum Zeitpunkt der Belohnung selbst.

Eine noch ausgefeiltere Vorhersage

Diese Fähigkeit des Gehirns, zukünftige Belohnungen vorherzusagen, ist auch die Grundlage vieler Techniken in der künstlichen Intelligenz, wie etwa jener, die Alpha Go ermöglichte, den Weltmeister im Spiel Go zu schlagen. Die Forscher wollten diese Ähnlichkeit genauer untersuchen.

Ihre Entdeckung war überraschend: Die VTA sagt nicht nur eine allgemeine Belohnung voraus, sondern weiß auch genau, wann jede einzelne Belohnung eintreffen wird. Einige Neuronen in dieser Region konzentrieren sich auf nahe Belohnungen (in wenigen Sekunden), andere auf solche, die in einigen Minuten eintreffen, und wieder andere antizipieren Ereignisse, die viel weiter in der Zukunft liegen.

Diese Vielfalt ermöglicht es unserem Gehirn, sehr flexibel zu sein und je nach Situation und Bedürfnis entweder eine sofortige Befriedigung oder eine verzögerte Belohnung zu bevorzugen.

Wenn Neurowissenschaften und künstliche Intelligenz zusammenarbeiten

Um zu diesen erstaunlichen Ergebnissen zu gelangen, kombinierte das Team zwei sehr unterschiedliche Ansätze. Alexandre Pouget und sein Team hatten einen mathematischen Algorithmus entwickelt, der den Zeitpunkt von Belohnungen präzise vorhersagen kann. Die Harvard-Forscher hatten dagegen die tatsächliche Aktivität der VTA bei Tieren aufgezeichnet, die auf Belohnungen warteten.

Als sie den Algorithmus auf diese realen Daten anwendeten, stellten sie eine perfekte Übereinstimmung zwischen Theorie und Realität fest. Dieses Experiment zeigt, wie sehr KI-Techniken nicht nur vom menschlichen Gehirn inspiriert werden können, sondern auch den Neurowissenschaften helfen, unsere eigenen inneren Mechanismen besser zu verstehen.

Eine Entdeckung, die neue Wege eröffnet, um zu verstehen, wie wir Entscheidungen treffen und wie wir mit unseren Erwartungen an zukünftige Ereignisse umgehen.