Ghuman, Wang und ihre Kollegen wandten sich an Menschen, die sich einer Gehirnoperation wegen Epilepsie unterziehen mussten. Einige Menschen mit schwerer oder anderweitig nicht behandelbarer Epilepsie entscheiden sich dafür, die kleinen Teile ihres Gehirns, die ihre Anfälle auslösen, chirurgisch entfernen zu lassen. Vor jeder Operation werden ihnen möglicherweise für etwa eine Woche Elektroden in ihr Gehirn implantiert. Während dieser Zeit überwachen diese Elektroden die Gehirnaktivität, um Chirurgen dabei zu helfen, genau zu bestimmen, wo ihre Anfälle beginnen, und genau zu identifizieren, welches Stück Gehirn entfernt werden sollte.
Die Forscher rekrutierten 20 solcher Personen, um sich freiwillig an ihrer Studie zu beteiligen. Jeder Person wurden 10 bis 15 Elektroden für etwa drei bis zwölf Tage implantiert.
Das Paar sammelte über den gesamten Zeitraum Aufzeichnungen von den Elektroden. Die Freiwilligen waren alle im Krankenhaus, während sie überwacht wurden, aber sie erledigten immer noch alltägliche Dinge wie Essen, Gespräche mit Freunden, Fernsehen oder Lesen von Büchern. „Wir wissen so wenig darüber, was das Gehirn während dieser realen, natürlichen Verhaltensweisen in einer realen Umgebung tut“, sagt Ghuman.
Der Rand des Chaos
Das Team fand im Laufe der Woche einige überraschende Muster in der Gehirnaktivität. Bestimmte Gehirnnetzwerke schienen miteinander zu kommunizieren, was wie ein „Tanz“ aussah, wobei eine Region scheinbar „zuhörte“, während die andere „sprach“, sagen die Forscher, die ihre Ergebnisse auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience in San präsentierten Diego letztes Jahr.
Und während die Gehirne der Freiwilligen im Laufe der Zeit zwischen verschiedenen Zuständen zu wechseln schienen, taten sie dies auf merkwürdige Weise. Anstatt sich einfach von einem Aktivitätsmuster zum anderen zu bewegen, schienen ihre Gehirne scheinbar willkürlich zwischen mehreren anderen Zuständen dazwischen zu wechseln. Wenn das Gehirn von einem halbstabilen Zustand in einen anderen übergeht, scheint es Chaos anzunehmen.