Wie das Gehirn Farben sieht

In einer neuen Studie der Universitäten Göttingen und Teheran haben Forscher weitreichende Erkenntnisse über die Funktion von Hirnrhythmen bei der Übertragung von Impulsen zur visuellen Wahrnehmung erlangt.

Alle visuellen Informationen, wie zum Beispiel Farbe oder Bewegung eines Objekts werden von den vernetzten Nerven des Gehirns durch unterschiedliche Frequenzen von niedrigeren zu höheren Hirnarealen übertragen. Dort werden sie anschließend kombiniert, zusammengesetzt und als einheitliche Information wiedergegeben. Die Ergebnisse der Studie können von den Neurowissenschaften verwendet werden, um neue und wichtige Erkenntnisse über neurologische Erkrankungen zu gewinnen.

Das Experiment

Anhand eines Experiments mit Rhesusaffen haben Forscher untersucht, wie unterschiedliche visuelle Informationen im Hirn der Tiere aufgenommen und wie und in welchen Arealen sie verarbeitet werden. Während des Experiments mussten die Affen einen Bildschirm beobachten. Sie waren drauf trainiert, bei jeder visuellen Veränderung auf dem Bildschirm einen Hebel zu betätigen. Durch eingesetzte Mikroelektroden konnten die Forscher währenddessen die elektrischen Impulse bestimmter Gruppen von Nervenzellen messen. Die Mikroelektroden sind eine effektive Möglichkeit der Messung und darüber hinaus für die Affen schmerzfrei. Die wahrgenommenen Impulse können als Schwingungen aufgezeichnet und so analysiert werden. Sie finden in den Bereichen des Gehirns statt, die verwendet werden, um Bewegung wahrzunehmen.

Durch eine neu entwickeltet Technik war es den Forschern möglich, die Frequenz der Nervenzellen zu isolieren: Die Nervenzellen verwenden hohe Frequenzen, ca. 200 Schwingungen pro Sekunde, um Bewegung weiterzugeben. Sie leiten die Informationen von einem Hirnareal ins nächst höhere Hirnareal. Tatsächlich konnte aus der Reaktion der Affen in Kombination mit dem Ergebnis der Nervenzellenuntersuchung festgestellt werden, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen einer schnellen Reaktion der Affen und der hohen Frequenz der Informationsübertragung: Die hochfrequenten Schwingungen haben nicht nur Einfluss auf die Wahrnehmung der Affen, sondern auch auf die Reaktion der Tiere.

Erkenntnisse aus der Studie

Aus anderen Experimenten weiß man, dass die verschiedenen visuellen Eindrücke, wie Farbe oder Form eines Objekts, in verschiedenen Gehirnbereichen bearbeitet werden. Die Informationen kommen im jeweiligen Bereich an und werden anschließend als Signale an die höheren Areale gesendet. Dort findet schließlich die Zusammenführung der Informationen statt. So wird aus den einzelnen Teilen der Wahrnehmung ein Gesamtbild zusammengestellt. Durch das neue Experiment ist es den Forschern nur gelungen, weitere Einzelheiten zu diesem Vorgang zu bestimmen: Das Hirnareal, das für die Informationen zu der Farbwahrnehmung eines Objekts zuständig ist, leitet diese mit einer niedrigen Frequenz weiter: ca. 70 Zyklen pro Sekunde. Informationen zur Bewegung eines Objekts werden mit einer viel höheren Frequenz gesendet. Laut Mohammad Bagher Khamechian von der University of Science and Technology in Teheran wird durch dieses Ergebnis deutlich, dass höhere Regionen des Hirns die Unterschiede in den Frequenzen einsetzen können, um den Ursprung der Gehirnaktivitäten auszumachen. Die Ergebnisse der Studie sind ebenfalls für Menschen relevant. 

Die Neurowissenschaft kann daraus Rückschlüsse auf die visuelle menschliche Informationsverarbeitung schließen. Das ist nicht nur hilfreich, um die Vorgänge bei der Verarbeitung visueller Eindrücke besser nachvollziehen zu können. Auch Krankheiten aus den Bereichen Neurologie und Neuropsychiatrie, wie zum Beispiel Schizophrenie können dadurch gründlicher erforscht werden.


Mehr spannende Themen rund ums Gehirn findest du auf dem YouTube Kanal von Josua Kohberg.


DAS KÖNNTE DICH AUCH INTERESSIEREN

Technostress als neue Volkskrankheit

Erinnerungen beim Entstehen beobachten

HINTERLASSE EINE ANTWORT


{"email":"Email address invalid","url":"Website address invalid","required":"Required field missing"}