Ein Schöner Geist: Gehirnverletzung Macht Den Menschen Zu Einem Mathematischen Genie

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Ein mann mit einer traumatischen hirnverletzung entwickelte die bemerkenswerte fähigkeit, die welt mathematisch zu sehen.

Im Jahr 2002 griffen zwei Männer Jason Padgett vor einer Karaoke-Bar an und hinterließen eine schwere Gehirnerschütterung und eine posttraumatische Belastungsstörung. Aber der Vorfall machte Padgett zu einem mathematischen Genie, das die Welt durch die Linse der Geometrie sieht.

Padgett, ein Möbelverkäufer aus Tacoma, Washington, der an Akademikern wenig Interesse hatte, entwickelte die Fähigkeit, komplexe mathematische Objekte und Physikkonzepte intuitiv zu visualisieren. Die Verletzung scheint verheerend zu sein und einen Teil seines Gehirns freigesetzt zu haben, der alles in seiner Welt als mathematische Struktur erscheinen lässt.

"Ich sehe überall im realen Leben Formen und Winkel" - von der Geometrie eines Regenbogens bis hin zu den Fraktalen im Wasser, die sich in einem Abfluss hinabbiegen, sagte Padgett gegenüber WordsSideKick.com. "Es ist einfach wunderschön." [Album: Die schönsten Gleichungen der Welt]

Padgett, der gerade ein Memoir von Maureen Seaberg mit dem Titel "Struck by Genius" (Houghton Mifflin Harcourt, 2014) veröffentlicht hat, gehört zu einer seltenen Gruppe von Personen mit erworbenem Savant-Syndrom, bei der ein normaler Mensch nach einer schweren Verletzung oder nach einem Eingriff erstaunliche Fähigkeiten entwickelt Krankheit. Andere Menschen haben bemerkenswerte musikalische oder künstlerische Fähigkeiten entwickelt, aber nur wenige haben mathematische Fähigkeiten wie die von Padgett erworben.

Nun haben die Forscher herausgefunden, welche Teile des Gehirns des Mannes zurückgezogen wurden, um solche wilden Fähigkeiten zuzulassen, und die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Fähigkeiten in allen menschlichen Gehirnen inaktiv sind.

"Vom Genie getroffen"

Vor der Verletzung war Padgett ein selbstbeschriebener Jock und Partyer. Er war in seinem Mathematikstudium nicht über die Voralgebra hinausgegangen. "Ich habe alles betrogen und habe nie ein Buch geknackt", sagte er.

Aber all das würde die Nacht seines Angriffs ändern. Padgett erinnert sich, dass er für einen Sekundenbruchteil ausgeschaltet wurde und einen hellen Lichtblitz sah. Zwei Jungs fingen an, ihn zu schlagen und traten ihm gegen den Kopf, als er versuchte sich zu wehren. Später in der Nacht diagnostizierten die Ärzte bei Padgett eine schwere Gehirnerschütterung und eine blutende Niere und schickten ihn mit Schmerzmitteln nach Hause, sagte er.

Bald nach dem Angriff litt Padgett an PTSD und beeinträchtigte die soziale Angst. Gleichzeitig bemerkte er, dass alles anders aussah. Er beschreibt seine Vision als "diskrete Bilderrahmen mit einer Linie, die sie verbindet, aber immer noch mit echter Geschwindigkeit." Wenn Sie an Vision denken, wenn das Gehirn die ganze Zeit Bilder macht und diese zu einem Video glättet, ist es, als ob Padgett die Bilder ohne Glättung sieht. Außerdem "hat alles einen pixilierten Look", sagte er.

"Ich sehe dieses Bild in meinem geistigen Auge, jetzt in 3-D, und stelle mir jedes Mal vor, wie sich meine Hand durch die Raumzeit bewegt."

Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Jason Padgett

Die neue Vision von Padgett brachte eine erstaunliche mathematische Zeichnungsfähigkeit mit sich. Er begann, Kreise aus überlappenden Dreiecken zu zeichnen, was ihm half, das Konzept von Pi, das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser, zu verstehen. Es gibt keinen perfekten Kreis, sagte er, den er kenne, weil er immer die Kanten eines Polygons sehen kann, das sich dem Kreis annähert. [Galerie: Siehe Padgett's Amazing Mathematical Drawings]

Padgett missfällt das Konzept der Unendlichkeit, weil er jede Form als eine endliche Konstruktion aus immer kleineren Einheiten betrachtet, die sich an die sogenannte Physikerkette als Planck-Länge heranführen, die als die kürzeste messbare Länge angesehen wird.

Nach seiner Verletzung zeichnete Padgett komplexe geometrische Formen, aber er hatte nicht die erforderliche Ausbildung, um die dargestellten Gleichungen zu verstehen. Eines Tages entdeckte ein Physiker, wie er diese Zeichnungen in einem Einkaufszentrum anfertigte, und forderte ihn auf, sich einer mathematischen Ausbildung zu unterziehen. Jetzt ist Padgett ein College-Student und ein aufstrebender Zahlentheoretiker.

Die bemerkenswerten Fähigkeiten von Padgett weckten das Interesse von Neurowissenschaftlern, die wissen wollten, wie er sie entwickelte.

Schöner Geist

Berit Brogaard, Philosophie-Professor an der University of Miami in Coral Gables, Florida, und ihre Kollegen untersuchten Padgetts Gehirn mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI), um zu verstehen, wie er seine Savant-Fähigkeiten und die Synästhesie erlangt hat, die es ihm ermöglichen, mathematisch wahrzunehmen Formeln als geometrische Figuren. (Synästhesie ist ein Phänomen, bei dem ein Sinn in einen anderen blutet.) [Top 10 Mysteries of the Mind]

"Das erworbene Savant-Syndrom ist sehr selten", sagte Brogaard und fügte hinzu, dass in medizinischen Studien nur 15 bis 25 Fälle beschrieben wurden.

Die funktionelle Magnetresonanztomographie misst Änderungen im Blutfluss und Sauerstoffverbrauch im gesamten Gehirn. Während der Scans von Padgett zeigten die Forscher dem Mann echte und unsinnige mathematische Formeln, die Bilder in seinem Kopf hervorrufen sollten.

Die resultierenden Scans zeigten eine signifikante Aktivität in der linken Gehirnhälfte von Padgett, wo mathematische Fähigkeiten nachgewiesen wurden. Sein Gehirn leuchtete am stärksten im linken Parietalkortex, einem Bereich hinter der Kopfkrone, der bekanntermaßen Informationen aus verschiedenen Richtungen integriert. Es gab auch einige Aktivierungen in Teilen seines Schläfenlappens (beteiligt an visuellem Gedächtnis, sensorischer Verarbeitung und Emotion) und Frontallappen (an Exekutivfunktion, Planung und Aufmerksamkeit beteiligt).

Die fMRI zeigte jedoch nur, welche Bereiche in Padgetts Gehirn aktiv waren.Um zu zeigen, dass diese Bereiche für die Synästhesie des Mannes verantwortlich waren, verwendete das Team von Brogaard die transkranielle Magnetstimulation (TMS), bei der das Gehirn mit einem magnetischen Impuls gezappt wird, der eine bestimmte Region aktiviert oder hemmt. Als sie die Teile des Parietalkortex von Padgett, der die größte Aktivität in den fMRT-Scans gezeigt hatte, zappten, ließ seine Synästhesie nach einer im August 2013 in der Zeitschrift Neurocase veröffentlichten Studie nach oder nach verschwinden.

Brogaard zeigte in einer anderen Studie, dass beim Sterben von Neuronen Gehirnsignalchemikalien freigesetzt werden, die die Gehirnaktivität in den umliegenden Gebieten erhöhen können. Die erhöhte Aktivität schwindet normalerweise im Laufe der Zeit, aber manchmal führt sie zu strukturellen Veränderungen, die dazu führen können, dass Veränderungen der Gehirnaktivität anhalten, sagte Brogaard gegenüber WordsSideKick.com.

Die Wissenschaftler wissen nicht, ob die Veränderungen in Padgetts Gehirn dauerhaft sind, aber wenn er strukturelle Veränderungen erlebt, sind seine Fähigkeiten wahrscheinlich noch vorhanden, sagte Brogaard.

Der Gelehrte in allen

Schlummern also Fähigkeiten wie Padgetts in allen, die darauf warten, entdeckt zu werden? Oder gab es anfangs etwas Einzigartiges an Padgetts Gehirn?

Höchstwahrscheinlich schlummert in jedem etwas, worauf Padgett sich einließ, sagte Brogaard. "Es wäre ein Zufall, wenn er dieses besondere Gehirn hätte und dann eine Verletzung hätte", sagte sie. "Und er ist nicht der einzige [erworbene Gelehrte]."

Es ist bekannt, dass neben Kopfverletzungen auch psychische Erkrankungen latente Fähigkeiten aufweisen. Und Brogaard und andere haben Studien durchgeführt, die darauf hindeuten, dass das Zappen des Gehirns normaler Menschen mit TMS ungewöhnliche mathematische und künstlerische Fähigkeiten hervorbringen kann.

Es ist immer möglich, dass gekonnte Fähigkeiten mit Kompromissen einhergehen. In Padgett's Fall entwickelte er eine ziemlich schwere posttraumatische Belastungsstörung und Zwangsstörung, und es fällt ihm immer noch schwer, in der Öffentlichkeit aufzutreten.

Dennoch würde Padgett seine neuen Fähigkeiten nicht ändern, wenn er könnte. "Es ist so gut, ich kann es nicht einmal beschreiben", sagte er.

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