Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Unsichtbare Signale lehren uns das Sehen

14.10.2010
Tübinger Wissenschaftler haben entdeckt, wie unsichtbare visuelle Informationen beitragen, die Welt in einem anderen Licht zu sehen

Wie lernen wir zu sehen, was wir sehen? Woher weiß unser Gehirn, wie es das Gesehene interpretieren muss? Diesen Fragen gingen Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik auf den Grund. Sie beobachten einen Lernprozess, bei dem unsichtbare Signale das Sehverhalten erwachsener Probanden veränderten. (Current Biology, 8. Oktober 2010)


Ein Zylinder aufgebaut aus horizontalen Linien: Mit Hilfe einer speziellen Brille werden die blauen Linien nur vom rechten Auge gesehen, die roten nur vom Linken. Die vertikale Größe von dem roten und dem blauen Zylinder sind leicht unterschiedlich. Dr. Massimiliano Di Luca; Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik Tübingen

Wahrnehmungsanpassungen geschehen bei allen unseren Sinnen. Massimiliano Di Luca und Marc Ernst vom Max-Planck-Institut in Tübingen haben nun zusammen mit ihrem Kollegen Benjamin Backus von der State Universty of New York entdeckt, dass sich die Wahrnehmung nicht nur graduell anpasst, sondern dass ganz neue Assoziationen erlernt werden können - ständig und automatisch. „Anders wäre es nicht zu erklären, dass selbst unsichtbare Signale das Sehverhalten verändern“, sagt Marc Ernst, Leiter der Arbeitsgruppe für Multisensorische Wahrnehmung am Max-Planck Institut. „Um die Welt wahrzunehmen, wie sie ist, muss jedes Baby diesen Prozess wiederholt durchlaufen und neue vorerst nicht wahrnehmbare Signale mit bekannten Sinneseindrücken kombinieren.“

Wenn neue Sinnesreize anderen, bereits bekannten Reizen entsprechen, lernt unser Gehirn diese Überschneidung. Es nutzt diese dann, um die Wahrnehmung nachhaltig zu prägen. Solche Überschneidungen sind von Vorteil, da sie die Wahrnehmung stabiler machen – fällt einmal ein Signal aus, kann das Gehirn immer noch auf das andere zurückgreifen. Massimiliano Di Luca, Marc Ernst und Benjamin Backus haben nun festgestellt, dass solche neuen Assoziationen ständig und automatisch ablaufen, ohne kognitive Einflüsse wie zum Beispiel Bewusstsein oder Aufmerksamkeit. Dazu nutzen sie einen Trick und kombinierten ein unsichtbares visuelles Signal mit einem bereits etablierten Signal.

Aber was ist ein unsichtbares visuelles Signal? Wir nehmen die Räumlichkeit der Welt mithilfe beider Augen wahr. Dabei kann es vorkommen, dass die Größe der Abbildung in den beiden Augen leicht unterschiedlich ist, zum Beispiel wenn sich ein Objekt näher an dem einen Auge als dem anderen befindet. Diesen Größenunterschied zwischen den Augen nehmen wir nicht bewusst wahr – er ist unsichtbar. Massimiliano Di Luca und seine Kollegen nutzten diesen Größenunterschied und kombinierten ihn mit der Umdrehungsrichtung eines aus Linien aufgebauten, rotierenden Zylinders (Abbildung). Je nach Größenunterschied war die Umdrehungsrichtung entweder nach oben oder nach unten gerichtet. Zum Test des Erlernten nutzten die Wissenschaftler nun eine Version des Zylinders, bei dem die Drehrichtung nicht eindeutig zu erkennen war. „Kombiniert mit dem neu erlernten, unsichtbaren Signal war es jedoch klar: War das Bild im linken Auge etwas größer, drehte sich der Zylinder subjektiv nach oben“, erzählt Massimiliano Di Luca. „Und war das Bild im rechten Auge etwas größer, drehte er sich subjektiv nach unten.“ „Damit war bewiesen, dass das neue unsichtbare Signal einen Einfluss auf die visuelle Wahrnehmung erlangt hat“, bestätigt Benjamin Backus.

Diese Studie unterstreicht die Plastizität unseres Gehirns und kann damit möglicherweise auch wichtige Hinweise für die Rehabilitation liefern. „Möglicherweise hilft unsere Studie auch besser zu verstehen, wann und unter welchen Bedingungen beispielsweise nach einem Schlaganfall – wenn Teile des Gehirns ausfallen – solch ein Ausfall mithilfe neuer Assoziationen teilweise kompensiert werden kann“, so Ernst.

Originalpublikation:
Massimiliano Di Luca, Marc O. Ernst, Benjamin T. Backus: Learning to use an invisible visual signal for perception, Current Biology (2010), doi:10.1016/j.cub.2010.09.047
Kontakt:
Dr. Massimiliano Di Luca
Tel.: 07071 601-641
E-Mail: max@tuebingen.mpg.de
Dr. Marc Ernst
Tel.: 07071 601-644
E-Mail: marc.ernst@tuebingen.mpg.de
Stephanie Bertenbreiter (Presse- Öffentlichkeitsarbeit)
Tel.: 07071 601-472
E-Mail: presse@tuebingen.mpg.de
Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik forscht an der Aufklärung von kognitiven Prozessen auf experimentellem, theoretischem und methodischem Gebiet. Es beschäftigt rund 325 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus über 40 Ländern und hat seinen Sitz auf dem Max-Planck-Campus in Tübingen. Das MPI für biologische Kybernetik ist eines der 80 Institute und Forschungseinrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Dr. Holger Fischer | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.tuebingen.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften