Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie das Gehirn das Scharf-Sehen vorgaukelt

13.10.2014

Psychologen der Universität Bielefeld veröffentlichen Studie

Wer glaubt, die Welt um sich herum wirklich scharf zu sehen, der irrt. Tatsächlich können unsere Augen nur einen Bruchteil der Umgebung präzise abbilden. Wie das Gehirn das Scharf-Sehen vorgaukelt, das haben Psychologen der Universität Bielefeld mit einer Experimentreihe untersucht.


Der Daumennagel am Ende eines ausgestreckten Arms: Das ist der Bereich, den das Auge tatsächlich scharf sehen kann. Foto: Universität Bielefeld

Ihre Ergebnisse stellen sie in der Oktober-Ausgabe des Fachmagazins „Journal of Experimental Psychology: General“ vor. Ihr zentraler Befund: Beim Sehen greift das Nervensystem auf frühere Seherfahrungen zurück, um vorauszusagen, wie unscharfe Objekte scharf aussehen würden.

„In unserer Studie beschäftigen wir uns mit der Frage, warum wir glauben, die Welt scharf zu sehen“, sagt Dr. Arvid Herwig von der Forschungsgruppe Neurokognitive Psychologie der Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft. Die Gruppe gehört auch zum Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld und wird von Professor Dr. Werner X. Schneider geleitet.

Allein die Fovea – die zentrale Stelle der Netzhaut – kann Objekte scharf abbilden. Deshalb dürften wir eigentlich nur einen schmalen Bereich unserer Umwelt wirklich präzise sehen. Dieser Bereich entspricht etwa dem Daumennagel am Ende eines ausgestreckten Arms. Alle Seheindrücke, die außerhalb der Fovea auf die Netzhaut treffen, werden hingegen zunehmend unscharf abgebildet. Dennoch haben wir für gewöhnlich den Eindruck, einen Großteil unserer Umwelt scharf und detailliert wahrzunehmen.

Mit einer Reihe von Lernexperimenten sind Herwig und Schneider diesem Phänomen auf den Grund gegangen. Ihr Ansatz geht davon aus, dass Menschen im Laufe ihres Lebens in unzähligen Blickbewegungen lernen, den unscharfen Seheindruck von Objekten außerhalb der Fovea mit dem scharfen Seheindruck nach der Blickbewegung zum interessierenden Objekt zu verknüpfen.

So wird zum Beispiel der unscharfe Seheindruck eines Fußballs (verschwommenes Bild des Fußballs) mit dem scharfen Seheindruck nach der Blickbewegung zum Fußball verknüpft. Sieht eine Person im Augenwinkel unscharf einen Fußball, vergleicht ihr Gehirn dieses aktuelle Bild mit gespeicherten Bildern von unscharfen Objekten. Findet das Gehirn ein passendes Bild, ersetzt es den unscharfen Eindruck durch ein präzises Bild aus dem Gedächtnis. Der unscharfe Seheindruck wird ersetzt, bevor sich die Augen tatsächlich bewegen. Die Person glaubt somit, dass sie den Ball bereits genau erkennen kann, obwohl das noch nicht der Fall ist.

Die Psychologen belegen ihren Ansatz mit Eyetracking-Experimenten. Mit der Eyetracking-Technik lassen sich Blickbewegungen mit Hilfe einer speziellen Kamera präzise messen. Die Kamera nimmt 1000 Bilder pro Sekunde auf. Die Wissenschaftler haben in ihren Experimenten schnelle sprunghafte Augenbewegungen (Sakkaden) von Versuchspersonen aufgezeichnet.

Unbemerkt von den meisten Versuchsteilnehmern wurden dabei bestimmte Objekte während der Blickbewegung verändert. Das Ziel war, dass die Testpersonen bislang unbekannte neue Verknüpfungen von außerfovealen und fovealen, also von unscharfen und scharfen Seheindrücken erlernen. Anschließend wurden die Personen gebeten, visuelle Merkmale von außerfovealen Objekten anzugeben. Das Ergebnis: Die Verknüpfung eines unscharfen Seheindrucks mit einem scharfen Seheindruck kam bereits nach wenigen Minuten zustande. Der unscharfe Seheindruck wurde den neu erlernten scharfen Seheindrücken ähnlicher.

„Die Experimente zeigen, dass unser Seheindruck wesentlich von gespeicherten Erfahrungen in unserem Gedächtnis abhängt“, sagt Arvid Herwig. Laut Herwig und Schneider dienen diese Erfahrungen der Vorhersage zukünftiger Handlungseffekte („Wie würde die Welt nach einer weiteren Blickbewegung aussehen"). Oder anders formuliert: „Wir sehen nicht die aktuelle Welt, sondern unsere Vorhersagen“.

Originalveröffentlichung:
Arvid Herwig, Werner X. Schneider: Predicting object features across saccades: Evidence from object recognition and visual search. Journal of Experimental Psychology: General, http://dx.doi.org/10.1037/a0036781, erschienen im Oktober 2014 (Print-Ausgabe).

Kontakt:
Dr. Arvid Herwig, Universität Bielefeld
Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft
Telefon: 0521 106-4516
E-Mail: arvid.herwig@uni-bielefeld.de

Prof. Dr. Werner X. Schneider, Universität Bielefeld
Fakultät für Psychologie und Sportwissenschaft
Telefon: 0521 106-4502
E-Mail: wxs@uni-bielefeld.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-bielefeld.de/psychologie/ae/Ae01

Jörg Heeren | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Studie zu Bildungsangeboten für die Industrie 4.0 in Österreich
05.02.2018 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Schildkrötengehirne sind komplexer als gedacht
05.02.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

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