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Freitag, 20.01.2017
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Optische Täuschung verändert Kopplung im Gehirn

Wechselnde Wahrnehmung durch sich verändernde Stärke der neuronalen Synchronisation

Warum wir optische Täuschungen und andere uneindeutige Bilder ganz unterschiedlich interpretieren, haben Hirnforscher jetzt herausgefunden: Die neuronale Kommunikation zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns verändert sich je nachdem, ob wir eine Vase oder zwei Gesichter, einen alte Frau oder ein junges Mädchen zu sehen glauben. Ihre jetzt in der Fachzeitschrift „Neuron“ erschienenen Erkenntnisse eröffnen auch neue Wege zur Untersuchung psychiatrischer und neurologischer Krankheiten.
Optische Täuschung: Leuchter oder Gesichter?

Optische Täuschung: Leuchter oder Gesichter?

Eine Vase oder zwei Gesichter? Alte Frau oder junges Mädchen? Bei vielen optischen Täuschungen ist die Interpretation dessen, was wir sehen, nicht eindeutig. Oft wechselt sogar die Wahrnehmung, noch während wir ein solches Bild betrachten. Was dabei im Gehirn geschieht, haben jetzt Jörg Hipp und Professor Andreas Engel vom Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) und Markus Siegel vom Centrum für Integrative Neurowissenschaften der Universität Tübingen (CIN) genauer untersucht.

Abprallen oder hintereinander Vorbeilaufen?


Sie stellten fest, dass die Verarbeitung der Sehsignale im Gehirn unterschiedlich ablaufen. Die Veränderungen betreffen dabei offenbar vor allem die neuronalen Kommunikationsprozesse, die Kopplung zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns. Inwiefern die Neuronen der Hirnareale miteinander koppeln, untersuchten die Wissenschaftler, indem sie 24 Probanden 500 Mal den physikalisch immer gleichbleibenden Ablauf von visuellen Reizen auf einem Monitor zeigten.

Dabei bewegten sich zwei gleiche Balken aufeinander zu, trafen in der Mitte des Bildschirms aufeinander und bewegten sich dann wieder voneinander weg. Beim Aufeinandertreffen der Balken in der Mitte ertönte ein akustisches Signal. Nach jedem Ablauf mussten die Testpersonen beschreiben, was sie gesehen hatten. Mittels EEG-Messung wurden währenddessen ihre Gehirnaktivitäten aufgezeichnet.


Das Ergebnis: Obwohl sich der Stimulus physikalisch gesehen nie veränderte, interpretierten die Probanden die Bewegung der Balken bei mehrmaliger Wiederholung auf zweierlei Weise. Das Empfinden, die Balken würden in der Mitte kreuzen und sich zur gegenüberliegenden Seite weiterbewegen, wurde immer wieder durch die Wahrnehmung abgelöst, die Figuren würden in der Mitte voneinander abprallen und sich dann zum jeweiligen Ausgangspunkt zurückbewegen.

Synchronisation verschiedener Gehirnbereiche unterschiedlich


Die Analyse der EEG-Aufzeichnung fand mit Hilfe einer eigens für diese Studie entwickelten mathematischen Methode statt. Sie ergab, dass die Stärke der Synchronisation zwischen den Hirnarealen vorhersagt, welche der beiden Wahrnehmungen bei den Probanden entstehen. Ändert sich die Kopplung zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns, verändert sich gleichzeitig auch die Wahrnehmung von ein und demselben Gegenstand - in etwa so, wie bei einer optischen Täuschung.

Mit dieser Studie eröffnen die Forscher neue Wege zur Untersuchung psychiatrischer und neurologischer Krankheiten wie beispielsweise Schizophrenie, Autismus oder Multiple Sklerose. Obwohl die genauen Ursachen vieler dieser psychiatrischen und neurologischen Krankheiten unbekannt sind, geht man davon aus, dass es eine zentrale Rolle spielt, wenn die Interaktion der Hirnareale gestört ist. Es werden nicht nur bestimmte Areale in ihrer Funktion beeinträchtigt, sondern auch deren Kommunikation untereinander. Die Studie liefert somit wichtige Hinweise für ein besseres Verständnis solcher komplexer Krankheitsmuster.
(Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, 27.01.2011 - NPO)
 
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