scinexx | Wer bestimmt, was wir sehen?: Neuronaler Mechanismus

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scinexx | Wer bestimmt, was wir sehen?: Neuronaler Mechanismus sorgt für Strukturierung von uneindeutigen Wahrnehmungen
Freitag, 14.12.2007
Wer bestimmt, was wir sehen?
Neuronaler Mechanismus sorgt für Strukturierung von
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uneindeutigen Wahrnehmungen
Optische Täuschungen spielen mit unserer Wahrnehmung: Was
sehen wir? Eine weiße Vase oder zwei schwarze Silhouetten? Eine
alte oder eine junge Frau? Wie entscheidet unser Gehirn, welche
der beiden möglichen Interpretationen eines solchen Bildes wir
sehen? Amerikanische Neurologen haben nun einen Mechanismus
dafür in einer Region unserer Sehrinde dingfest gemacht und
berichten darüber in „Nature Neuroscience“.
Wissenschaftler der Johns Hopkins
Universität entdeckten den Mechanismus,
als sie die Aktivität von Nervenzellen im
Gehirn von Makaken analysierten. Die
visuellen Systeme dieser Affen gleichen in
vieler Hinsicht denen des Menschen und
eignen sich daher sehr gut als Modell. Es
zeigte sich, dass Neuronen in einer V2
genannten Region des visuellen Kortex
besonders aktiv waren.
Gehirnregion erstellt Vordergrund-
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Optische Täuschung
© Johns Hopkins University
Hintergrund-Karte
Ungefähr von der Größe einer Mikrokassette ordnet der in V2 sitzende
Mechanismus nach Ansicht der Forscher die Linien und Formen des Bildes
entweder dem Hintergrund oder aber dem Vordergrund - beispielsweise
einer Figur - zu. Damit gibt er eine Struktur für unsere Wahrnehmung
vor, die ihre Hauptaufmerksamkeit immer nur einem der beiden Bereiche
auf einmal widmen kann.
„Wir haben festgestellt, dass V2 eine Vordergrund-Hintergrund-Karte für
jedes von den Augen registrierte Bild erstellt”, erklärt Rüdiger von der
Heydt, Neurowissenschaftler an der Johns Hopkins Universität und
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Premiumbereich
Gliazellen
Gehirnforschung
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Hauptautor der Studie. „Konturen werden dem Vordergrundbereich
zugeordnet und V2 tut dies automatisch innerhalb einer Zehntelsekunde.“
Diese „Karte“ gibt so die Struktur auch für die menschliche
Wahrnehmung vor, so Von der Heydt.
Dossiers zum Thema
Strukturierung erleichtert Interpretation
„Wegen ihrer Komplexität erlauben Bilder von natürlichen Szenen oft ein
Vielzahl möglicher Interpretationen, nicht nur zwei, wie bei den
Zeichnungen von M.C. Escher“, so Von der Heydt. „In den meisten Fällen
enthalten sie eine Bandbreite von Indizien, die zur Identifikation von
Vordergrund und Hintergrund genutzt werden können, aber oft
widersprechen diese Indizien sich gegenseitig. Der V2-Mechanismus
kombiniert diese Signale effizient und gibt uns damit unmittelbar eine
grobe Skizze der Szene.“
Dieser zwar primitive, aber normalerweise recht verlässliche
Mechanismus kann allerdings durch Entscheidungen des Verstandes
überstimmt werden. „Unsere Experimente zeigen, dass das Gehirn den
V2-Mechanismus auch dazu bringen kann, ein Bild auf eine andere Weise
zu interpretieren“, so der Forscher. „Das erklärt, warum wir bei optischen
Täuschungen bewusst umschalten können.“
Aufschluss über neuronale „Seh-Maschine“
Der jetzt entdeckte Mechanismus ist Teil eines Systems, der es uns
ermöglicht, auch in sehr vollen Szenerien einzelne Objekte zu erkennen
und zu identifizieren. „Wir können all dies ohne große Anstrengung
erreichen, dank einer neuronalen Maschine, die visuelle
Objektrepräsentationen im Gehirn erzeugt“, so Von der Heydt. „Wie diese
Maschine genau funktioniert, ist uns allerdings leider noch immer ein
Rätsel. Aber indem wir diesen Mechanismus entdeckt haben, der so
effizient unsere Aufmerksamkeit mit einer Vordergrund-HintergrundOrganisation verbindet, haben wir einen Schritt hin zu einem Verständnis
dieser erstaunlichen Maschinen getan.“ Ein solches Verständnis könnte
auch dazu beitragen, die Ursachen bestimmter Wahrnehmungsstörungen
wie Dyslexie zu ergründen.
(Johns Hopkins University, 20.11.2007 - NPO)
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Nervenzellen, Escher
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