Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zwei Gehirnhälften, eine Wahrnehmung

05.09.2011
Max-Planck-Forscher zeigen, wie die Kommunikation zwischen Gehirnhälften dividuell subjektives Erleben beeinflusst

Die Großhirnrinde unseres Gehirns ist in zwei Hälften unterteilt, zwischen denen nur verhältnismäßig wenige Verbindungen bestehen. Trotzdem gelingt es uns problemlos, ein zusammenhängendes Bild unserer Umgebung zu erzeugen – unser Wahrnehmungsvermögen ist nicht in zwei Hälften gespalten.


Ein "motion quartet" erzeugt scheinbare Bewegung, indem es zwischen zwei Paaren von Quadraten hin- und herspringt. Die Quadrate werden in der jeweils gegenüberliegenden Hemisphäre des Gehirns wahrgenommen. © MPI für Hirnforschung/Erhan Genç

Für die nahtlose Einheit unserer subjektiven Erfahrungen müssen Informationen von beiden Hemisphären effizient zusammengeführt werden. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Corpus Callosum, die größte Faserverbindung zwischen linker und rechter Hirnhälfte. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Hirnforschung in Frankfurt haben untersucht, ob Unterschiede zwischen Personen im Aufbau des Corpus callosum festlegen, wie Beobachter einen visuellen Reiz wahrnehmen, für den die linke und rechte Gehirnhälfte zusammenarbeiten müssen. Demnach gibt es einen Zusammenhang zwischen den Merkmalen spezifischer Faserteile und dem subjektiven Erleben von einzelnen Personen.

Erhan Genç und seine Kollegen benutzen in ihrem Versuch eine Bewegungsillusion, „Motion Quartet“ genannt, die auf zwei unterschiedliche Arten wahrgenommen werden kann. Das „Motion Quartet“ verursacht Scheinbewegung, bei der der Eindruck von Bewegung von einer Abfolge unbewegter Objekte ausgelöst wird. Das ist ähnlich wie bei Filmen im Fernsehen oder Kino, die die Wahrnehmung einer natürlichen Dynamik erzeugen, obwohl sie aus einer Sequenz aus Standbildern bestehen.

In den Experimenten der Frankfurter Wissenschaftler lösen vier weiße Quadrate in einer rechteckigen Anordnung den Eindruck von Bewegung aus. Die Anordnung besteht aus zwei alternativen Filmrahmen mit zwei Paaren von diagonal gegenüberliegenden Quadraten (oben links und unten rechts vs. oben rechts und unten links). Die Beobachter sehen entweder waagrechte oder senkrechte Bewegung. Manchmal springt ihre Wahrnehmung zwischen den zwei Interpretationen hin und her, obwohl der Reiz selbst unverändert bleibt.

Interessanterweise weiß man aus früheren Studien, dass meistens vertikale Bewegungen wahrgenommen werden, wenn der Abstand zwischen den vier Quadraten gleich ist und die Beobachter den Mittelpunkt des Quartetts fixieren.

Aufgrund der Organisation des visuellen Systems, muss die Sehinformation für waagrecht erscheinende Bewegung über beide Hirnhälften integriert werden, während die senkrecht erscheinende Bewegung nur von der jeweils gegenüber liegenden Hemisphäre verarbeitet wird. Das Quartett erzeugt deshalb in erster Linie senkrechte Bewegung, denn die Kommunikation zwischen den beiden Gehirnhälften braucht länger als die innerhalb einer Hemisphäre. „Allerdings gibt es große Unterschiede zwischen den Versuchspersonen, welche Bewegungsrichtungen bevorzugt wahrgenommen werden“, sagt Erhan Genç, der die Studie zusammen mit Johanna Bergmann, Wolf Singer und Axel Kohler durchgeführt hat. „Deshalb haben wir untersucht, ob Unterschiede in der Mikrostruktur des Corpus callosum diese Wahrnehmungsunterschiede verursachen.“

Zu diesem Zweck bestimmten die Wissenschaftler einen individuellen Gleichgewichtspunkt für jeden der Teilnehmer, an dem sie beide Bewegungsrichtungen gleich oft wahrnehmen. Bei den meisten Teilnehmern muss der waagrechte Abstand kleiner sein als der senkrechte, nur dann ist die Wahrnehmung sowohl waagrechter als auch senkrechter Bewegung ausgeglichen. Dieser Gleichgewichtspunkt ist über Wochen stabil und damit eine konstante Eigenschaft von Betrachtern, wie gut sie Informationen aus beiden Gehirnhälften integrieren können. Mit Hilfe des Kernspintomografen maßen die Forscher die Diffusion von Wassermolekülen, welche mit der Beschaffenheit der Nervenfasern zusammenhängt.

Die Analysen der Forscher ergaben, dass die Eigenschaften spezifischer Faserteile, die für die Verarbeitung visueller Bewegungen spezialisierte Regionen verbinden, den individuellen Gleichgewichtspunkt des Beobachters bestimmen. „Offenbar können die Teilnehmer mit einem größeren Durchmesser der Nervenfasern und einer dadurch schnelleren Nervenleitungsgeschwindigkeit Sehinformationen aus beiden Hirnhälften besser zusammen führen“, sagt Axel Kohler. Dieser Zusammenhang scheint auf die Bewegungszentren des Sehsystems begrenzt zu sein. Benachbarte Faserbündel des Sehsystems, die andere visuelle Gebiete miteinander verbinden, sind nicht mit dem Gleichgewichtspunkt assoziiert.

„Es ist faszinierend, dass die individuellen Unterschiede zwischen Menschen in der bewussten Wahrnehmung so eng mit dem unterschiedlichen Aufbau des Gehirns verknüpft sind“, sagt Erhan Genç. Solche beträchtlichen anatomischen Unterschiede im Verlauf von Nervenfasern beeinflussen sogar sehr grundlegende sensorische Prozesse – insbesondere, wenn die Kommunikation über die beiden Hirnhälften gefordert ist.

Als nächstes wollen die Wissenschaftler herausfinden, ob ähnliche Einflüsse auch für andere Eigenschaften von Sehinformationen oder andere Sinnesreize bestehen. Möglicherweise beeinflussen auch andere Verbindungen zwischen den Hemisphären außerhalb des Corpus callosum unsere individuellen subjektiven Erfahrungen.

Ansprechpartner
Erhan Genç
Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main
Telefon: +49 69 96769-471
E-Mail: erhan.genc@brain.mpg.de
Originalveröffentlichung
Erhan Genc¸ Johanna Bergmann, Wolf Singer, and Axel Kohler
Interhemispheric Connections Shape Subjective Experience of Bistable Motion
Current Biology, 1. September 2011; DOI 10.1016/j.cub.2011.08.003

Erhan Genç | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4407311/corpus_callosum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

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: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Einem neuen, effektiven Fertigungsverfahren auf der Spur

23.01.2017 | Förderungen Preise

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung