Was 3D im Gehirn bewirkt

Das Experiment: 25 gesunde Probanden wurden mit einem Magnetresonanztomografen getestet. In dem Gerät bekam jede Versuchsperson 14 Filme gezeigt, die zweimal eingespielt wurden: einmal in 2D und einmal in 3D.

Die Reihenfolge der 40 Sekunden langen Filme war zufällig und bei jedem Probanden anders. Auch wurden die 2D- und 3D-Filme nicht im Block abgespielt, sondern wahllos zwischen ihnen hin- und hergewechselt.

Gezeigt wurden unter anderem eine aufgehende und sich wieder schließende Blüte, ein Fallschirmsprung und eine Achterbahnfahrt. Während die Versuchspersonen die Filme sahen, wurde mit der funktionellen Magnetresonanztomografie ihre Hirnaktivität gemessen.

Das Ergebnis: Die Hirnaktivität war beim Schauen der 3D-Filme über die Probanden signifikant ähnlicher als beim Schauen der gleichen Filme in 2D. Diese Ähnlichkeit war besonders ausgeprägt in bilateralen Hirnarealen der visuellen Bewegungswahrnehmung sowie in zwei Regionen, einer mittleren und einer lateralen, die mit Sprachprozessen und selbstbezogener Verarbeitung in Verbindung gebracht wurden. Anders beim Schauen der 2D-Filme: Da ähnelte sich die Hirnaktivität bei den Studienteilnehmern nicht in dieser signifikanten Weise, sondern wies größere individuelle Unterschiede auf.

Zu diesem überraschenden Resultat sind Wissenschaftler am Fachgebiet Maschinelles Lernen/Intelligente Datenanalyse um Prof. Dr. Klaus-Robert Müller und Wissenschaftler an der Charité – Universitätsmedizin Berlin in einer Studie gekommen.

Neben der Ähnlichkeit, die Wissenschaftler sprechen von Synchronisation, der Hirnaktivierung beim Schauen von 3D-Filmen, fanden sie durch Befragung zudem heraus, dass die Studienteilnehmer die 3D-Filme stärker erlebt hatten als die 2D-Filme. Die Wissenschaftler mutmaßen daher, dass es einen Zusammenhang geben könnte zwischen dem intensiveren Erleben von 3D-Filmen und der Synchronisation der Hirnaktivität. Die Stärke des Erlebens hatten die Wissenschaftler auf einer Skala von 1 bis 7 nach jedem Film abgefragt.

Beim Messen der Hirnaktivität mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanz-tomografie war für jeden einzelnen Probanden eine riesige Datenmenge entstanden: Alle zweieinhalb Sekunden hatten die Wissenschaftler pro Gehirn an 100.000 Stellen über einen Zeitraum von 30 Minuten die Gehirnaktivität gemessen. Um diese gigantische Datenmenge auswerten zu können, nutzten die Wissenschaftler der Charité die Expertise des TU-Fachgebietes Maschinelles Lernen/Intelligente Datenanalyse.

Dort beschäftigen sich die Forscher mit der Entwicklung und Anwendung intelligenter Algorithmen zur Analyse und Verarbeitung komplexer Datenmengen. Durch die Analysemethoden der TU-Wissenschaftler war es möglich geworden, zu der Aussage zu kommen, dass beim Schauen von 3D-Filmen die Hirnaktivität der Probanden sich ähnlicher war als beim Schauen der 2D-Filme. Aus den Daten konnten die Wissenschaftler im Rückschluss zudem herauslesen, ob ein Betrachter den 2D- oder den 3D-Film gesehen und wie intensiv er erlebt worden war.

„Die Erkenntnisse könnten in der Unterhaltungsindustrie angewendet wer-den zum Beispiel bei der Optimierung von Filmen. Vorstellbar wäre auch, sportliche Großereignisse wie Fußballwelt- und -europameisterschaften beim Public Viewing oder Olympische Spiele in 3D auszustrahlen, da wir ja herausgefunden haben, dass 3D das Erleben verstärkt“, so Prof. Dr. Klaus-Robert Müller. Aber auch klinische Folgestudien sind denkbar. Unterschiedliche Patientengruppen könnten beim Schauen von 3D-Filmen unterschiedliche Grade der Synchronisation aufweisen. Ihr Störungsbild könnte dadurch charakterisiert werden.

Der zugehörige Artikel erscheint demnächst in der Fachzeitschrift Neuro-image (doi:10.1016/j.neuroimage.2014.06.008.) 

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern: Prof. Dr. Klaus-Robert Müller, Fachgebiet Maschinelles Lernen/Intelligente Datenanalyse am Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik der TU Berlin, Tel.: 030/314-78621, E-Mail: klaus-robert.mueller@tu-berlin.de