Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Sehrinde des Gehirns verleiht Schwarz-Weiß-Fotos Farbe

01.11.2013
Wissenschaftler der Universität Tübingen erforschen, wie Vorwissen unsere visuelle Wahrnehmung beeinflusst

Farbensehen ist oft mehr Illusion als Wirklichkeit, weshalb es neurowissenschaftlich intensiv erforscht wurde. Allerdings war bislang unbekannt, ob unser Hirn fehlende Farben in einem Bild ergänzen kann.


Bei einer schwarz-weiß abgebildeten Banane kann das Gehirn die gelbe Farbe mühelos ergänzen.

Copyright: Mareike Kardinal/Bernstein Koordinationsstelle (BCOS)

Nun haben die Neurowissenschaftler Michael Bannert und Dr. Andreas Bartels vom Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften der Universität Tübingen (CIN) sowie vom Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience Tübingen in einer Studie überprüft, was im Kopf bei der Betrachtung von Schwarz-Weiß-Fotos bestimmter Objekte passiert.

In ihrer Arbeit, die aktuell in der Fachzeitschrift Current Biology publiziert wird, zeigten die Forscher ihren Versuchsteilnehmern Schwarz-Weiß-Fotos von Bananen, Brokkoli, Erdbeeren und von anderen Objekten, die normalerweise eine typische Farbe haben wie in den Beispielen gelb, grün beziehungsweise rot.

Gleichzeitig zeichneten sie mittels funktioneller Bildgebung die Hirnaktivität der Probanden während des Experiments auf. Der eigentliche Zweck der Studie war den Versuchsteilnehmern unbekannt. Um ihre Aufmerksamkeit von den Objekten und von Farben abzulenken, hatten sie die Aufgabe, die Bewegungsrichtung der langsam rotierenden Objekte zu bestimmen. Nach Aufnahme der Hirnantwort auf die Schwarz-Weiß-Objekte zeigten die Forscher den Teilnehmern echte Farbreize in Form von Ringmustern in Gelb, Rot, Grün und Blau, um die Hirnaktivität auf echte Farben messen zu können.

Es stellte sich heraus, dass allein beim Betrachten der Schwarz-Weiß-Fotos automatisch farbspezifische Aktivierungsmuster im Gehirn entstanden. Diese Muster entsprachen interessanterweise den Aktivierungsmustern, die durch die Wahrnehmung der echten Farbreize hervorgerufen wurden und kodierten die Farbe des jeweiligen Objekts, obwohl nur Schwarz-Weiß-Bilder mit dem Objekt in Grautönen betrachtet wurden. Die typischen Farben der gesehenen Objekte ließen sich also aus der Hirnaktivität herauslesen.

„Besonders interessant war, dass die Farben der Objekte nur in der primären Sehrinde nachweisbar waren“, sagt Michael Bannert. Die primäre Sehrinde ist ein Hirnareal der frühen Reizverarbeitung, von dem üblicherweise angenommen wird, dass es die physikalischen Eigenschaften der Umgebung in unserem Blickfeld wahrheitsgetreu widerspiegelt. Zudem ist die primäre Sehrinde nicht befähigt, Objekte zu erkennen oder gar Farbwissen über Objekte zu speichern.

„Dieses Ergebnis zeigt, dass unser Vorwissen über die Farben von Objekten auf die früheste Ebene unseres Sehsinns projiziert wird“, sagt Andreas Bartels. Die aktuelle Studie leiste einen wichtigen Beitrag zur Beantwortung der allgemeinen Frage, wie sich Vorwissen in der Wahrnehmung auf neuronaler Ebene niederschlagen kann. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Projektion solchen Vorwissens auf die früheste Verarbeitungsebene des Gehirns es unserem visuellen System erleichtern könnte, Objekte auch in widrigen Sichtverhältnissen zu erkennen. Dabei könnte das Vorwissen über Farben zum Beispiel bei Nebel und insbesondere bei unterschiedlichem Sonnenstand, bei Bewölkung oder wechselnder Raumbeleuchtung eine Rolle spielen. Ein überbordender Einfluss solchen Vorwissens oder von Erwartungshaltungen auf frühe Verarbeitungsebenen im Gehirn könnte aber auch krankhaften Illusionen und Halluzinationen zugrunde liegen.

Originalpublikation:
Michael Bannert und Andreas Bartels: Decoding the yellow of a gray banana. Current Biology, 31. Oktober 2013.
Kontakt:
Dr. Andreas Bartels
Universität Tübingen
Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN)
Vision and Cognition Junior Research Group
Telefon: +49 7071 29-89168
andreas.bartels [at] cin.uni-tuebingen.de
http://www.cin.uni-tuebingen.de/research/bartels.php
Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN)
Das Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN) ist eine interdisziplinäre Institution an der Eberhard Karls Universität Tübingen, finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern. Ziel des CIN ist es, zu einem tieferen Verständnis von Hirnleistungen beizutragen und zu klären, wie Erkrankungen diese Leistungen beeinträchtigen. Das CIN wird von der Überzeugung geleitet, dass dieses Bemühen nur erfolgreich sein kann, wenn ein integrativer Ansatz gewählt wird.

Das Bernstein Zentrum Tübingen

Das Bernstein Zentrum Tübingen ist Teil des Nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience. Seit 2004 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dieser Initiative die neue Forschungsdisziplin Computational Neuroscience mit über 170 Mio. €. Das Netzwerk ist benannt nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1835-1917).

Dr. Karl Guido Rijkhoek | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

ASEAN Member States discuss the future role of renewable energy

17.10.2017 | Event News

World Health Summit 2017: International experts set the course for the future of Global Health

10.10.2017 | Event News

Climate Engineering Conference 2017 Opens in Berlin

10.10.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz