Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aufmerksamkeit und Bewusstsein entkoppelt

11.11.2011
Im Experiment lassen sich zwei anscheinend eng miteinander verwobene Funktionen des Gehirns teilweise entflechten

Im Alltagsleben scheinen Aufmerksamkeit und Bewusstsein zusammenzugehören: Wer seine Aufmerksamkeit auf die Schere rechts auf dem Schreibtisch richtet, wird sich ihrer Eigenschaften, wie etwa der roten Griffe, bewusst.


Kippfiguren für Bewusstseinsstudie: Beim Necker-Würfel (links) erkennt man entweder einen Würfel von links unten oder von rechts oben. Wenn ein Auge auf das mittlere Raster schaut, das andere auf das rechte Raster, beginnt unsere Wahrnehmung zwischen den beiden Rastern hin und her zu schalten. Der ungerasterte Bereich in der Mitte übernimmt auch dann das linke Raster, wenn der Reiz rechts wahrgenommen wird. Die Abbildungen Sie sind für die Untersuchung des visuellen Bewusstseins im Gehirn ideal geeignet, weil unsere Wahrnehmung hin- und herspringt, obwohl sich das Objekt selbst nicht ändert.
© MPI f. biologische Kybernetik


Messung der Nervenaktivität in der Sehrinde: In der primären Sehrinde entsprechen nebeneinanderliegende Punkte auch nebeneinanderliegenden Punkten des Sehfeldes. Die Auflösung der Bilder der funktionellen Magnetresonanztomografie ist so hoch, dass die Forscher genau die Stelle der Sehrinde erkennen können, die der Abbildung des ungerasterten Bereichs in der Mitte des Reizbildes entspricht. Dadurch können sie die Nervenaktivität des physikalisch gleichbleibenden visuellen Reizes einzeln erfassen – nämlich einen Teil des linken Rasters, der dem ungerasterten Bereich entspricht –, während ein weiteres Objekt sichtbar oder unsichtbar geschaltet wird.
© MPi f. biologische Kybernetik

Umgekehrt können die roten Griffe auch dazu führen, dass man auf die Schere aufmerksam wird. Jedoch haben Wissenschaftler aus einer Reihe von Verhaltensbeobachtungen in jüngster Zeit geschlossen, dass Aufmerksamkeit und Bewusstsein zwei grundlegend verschiedene Prozesse im Gehirn darstellen, die nicht notwendigerweise miteinander verbunden sind.

Dazu haben jetzt Forscher des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik zusammen mit japanischen Kollegen eine neue Studie in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Sie liefern den ersten experimentellen Nachweis, dass die primäre Sehrinde, der Eingangsbereich zur visuellen Informationsverarbeitung in der Großhirnrinde, nur durch Aufmerksamkeit, nicht aber durch das Bewusstsein aktiviert wird. Dieses Ergebnis bekräftigt die Hypothese, dass Nervenzellen unterschiedlich auf Aufmerksamkeit und Bewusstsein reagieren.

Bei der funktionellen Magnetresonanztomografie wird die Aktivität verschiedener Hirnbereiche über den Sauerstoffgehalt des Blutes gemessen und bildlich dargestellt. Masataka Watanabe von der University of Tokyo und Yusuke Murayama am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen haben zusammen mit Forschern des RIKEN Brain Science Institute in Japan genauer untersucht, was die Aktivität im Eingangsbereich der Sehrinde beeinflusst. „Wir wussten aus früheren Experimenten, dass visuelles Bewusstsein ohne Aufmerksamkeit möglich ist und Aufmerksamkeit ohne Bewusstsein“, sagt Masataka Watanabe. „Doch es war eine große Herausforderung, die Experimente so zu konzipieren, dass bei der Untersuchung beider Funktionen unter Laborbedingungen gleichzeitig auch die Hirnaktivität zuverlässig gemessen werden konnte.“

Dies erreichten die Forscher, indem sie bei ihren Experimenten mit Studienteilnehmern zwei mal zwei Faktoren kombinierten: Zum einen hatten sie ein Objekt, das sichtbar oder unsichtbar gemacht werden konnte, und zum anderen konnte die Aufmerksamkeit der Studienteilnehmer auf das Objekt oder davon weg gelenkt werden. Mit ausgeklügelt zusammengesetzten Bildern, die in schneller Folge gezielt auf einem Auge gezeigt wurden, konnten die Forscher ein Objekt durch Darstellung im gleichen oder zweiten Auge sichtbar oder unsichtbar schalten. Und dies unabhängig davon, ob die Versuchsperson ihre Aufmerksamkeit darauf richtete oder nicht. „Wichtig war, dass wir zu jedem Zeitpunkt des Experiments wussten, ob das Objekt sichtbar oder unsichtbar war, ohne die Studienteilnehmer zu fragen“, erklärt Masataka Watanabe. Denn dadurch wäre deren Aufmerksamkeit auf das Objekt gelenkt worden.

Die Ergebnisse der Experimente erstaunten selbst die Wissenschaftler. „Ich war selbst überrascht über die Befunde, sie haben mich dazu gebracht umzudenken“, sagt Masataka Watanabe. Während die auf das Objekt gerichtete Aufmerksamkeit die Aktivität der Nervenzellen in der Sehrinde fast verdoppelte, hatte die Sichtbarkeit des Objekts nahezu keine Wirkung. „Die gemessenen Signale werden hier nicht vom Bewusstsein moduliert“, fasst der Wissenschaftler die Ergebnisse zusammen.

Die Ergebnisse der Experimente könnten sogar Auswirkungen auf Philosophie und Psychologie haben: Bisher gehen viele Wissenschaftler davon aus, dass das Bewusstsein Teil aller anderen Gehirnbereiche und untrennbar mit anderen geistigen Funktionen verknüpft ist. Darauf deuteten auch frühere Experimente hin. Dies muss jedoch nach den neuen Ergebnissen in Frage gestellt werden. Masataka Watanabe gibt sich aber noch vorsichtig: „Dies ist das erste Experiment, bei dem Reaktionsunterschiede in der primären Sehrinde zwischen Bewusstsein und Aufmerksamkeit festgestellt wurden. Erstmals wird dadurch der Schluss nahegelegt, dass Aufmerksamkeit und Bewusstsein die Aktivität der Nervenzellen zumindest teilweise getrennt voneinander anregen. Die Ergebnisse müssen in Folgestudien mit anderen Reizen, Messmethoden und Arten noch abgesichert werden.“ Er möchte nun durch weitere Experimente erforschen, auf welcher Ebene der Informationsverarbeitung des hierarchisch organisierten Sehsystems die Informationen aus dem Bewusstsein in die der Aufmerksamkeit mit einfließen.

Ansprechpartner
Janna Eberhardt
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Max-Planck-Campus Tübingen
Telefon: +49 7071 601-444
E-Mail: presse@tuebingen.mpg.de
Masataka Watanabe
Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen
Telefon: +49 7071 601-664
E-Mail: masataka.watanabe@tuebingen.mpg.de
Originalveröffentlichung
Masataka Watanabe; Kang Cheng, Yusuke Murayama, Kenichi Ueno, Takeshi Asamizuya, Keiji Tanaka, Nikos Logothetis

Attention but not Awareness Modulates the BOLD Signal in Human V1 During Binocular Suppression

Science, 11 November 2011

Janna Eberhardt | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4637047/aufmerksamkeit_und_bewusstsein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit grüner Chemie gegen Malaria
21.02.2018 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

nachricht Vom künstlichen Hüftgelenk bis zum Fahrradsattel
21.02.2018 | Frankfurt University of Applied Sciences

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics