Selbst ein größtenteils schwarzweißes Sehfeld erscheint uns noch bunt Farbensehen: Wie unser Gehirn uns täuscht - scinexx | Das Wissensmagazin
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Farbensehen: Wie unser Gehirn uns täuscht

Selbst ein größtenteils schwarzweißes Sehfeld erscheint uns noch bunt

Farbbereich
Selbst wenn unsere Umwelt nur zu 25 Prozent farbig ist, erscheint sie uns dennoch als komplett bunt.© Caroline Robertson

Verblüffende Täuschung: Wir sehen selbst dort Farben, wo keine sind, wie nun ein Experiment enthüllt. Selbst wenn zwei Drittel unseres Sehfelds nur Schwarz-Weiß sind, bemerken wir dies nicht – uns erscheint die Welt dennoch komplett bunt. Und sogar eine zu 95 Prozent entfärbte Umgebung entgeht vielen Menschen, solange nur im Sehzentrum ein bunter Fleck bleibt. Unser Gehirn gaukelt uns dabei die Farbigkeit der Peripherie nur vor. Warum, ist bislang rätselhaft.

Unsere Wahrnehmung ist ein komplexes Zusammenspiel von Sinnesreizen, Nervensignalen und der Verarbeitung der Signale im Gehirn – und genau deshalb können uns unsere Sinne auf vielfältige Weise trügen. Wir fallen auf optische Täuschungen herein, unser Gehirn ergänzt Lücken im Sehfeld, ohne dass wir es merken und auch Farben sind weniger eindeutig als wir glauben. Im Extremfall sehen wir sogar Dinge und Ereignisse, die nicht da sind – wir halluzinieren.

Sehfeldfarben
Entfärbte Sehfeldbereiche im Vergleich. © Cohen et al. /PNAS

Farbtest mittels VR-Brille

Jetzt zeigt sich, dass unser Gehirn uns auch bei etwas so Alltäglichem wie dem Farbensehen täuscht – und dies in einem verblüffenden Ausmaß, wie Michael Cohen vom Amherst College in Massachusetts und seine Kollegen herausgefunden haben. Für ihre Studie ließen sie Probanden mittels VR-Brille verschiedene realistische Welten erkunden, von einem historischen Ort über ein Straßenfest bis zu einem Symphoniekonzert. Mithilfe eines in die VR-Brille eingebauten Eyetrackers folgten die Wissenschaftler der Blickrichtung der Teilnehmer und konnten so feststellen, was in der Peripherie ihres Sehfelds lag und was im Zentrum.

Nun folgte der eigentliche Versuch: „Wir veränderten die Umgebung so, dass nur noch die Teile farbig blieben, die die Probanden direkt ansahen. Der Rest der Szene war komplett entsättigt.“ Die Forscher variierten dabei die Ausdehnung des verbleibenden Farbbereichs von 32 über 25 und zehn bis zu nur noch fünf Grad des Sehfelds. Zum Vergleich: Ein Sehfeldanteil von 25 Grad entspricht etwa der Größe eines DIN A4-Blatts in einer Armlänge Entfernung.

Weitreichende Entfärbung bleibt unbemerkt

Würden die nichtsahnenden Probanden diese Entfärbung ihrer virtuellen Welt bemerken? Als die Forscher sie nach der VR-Sitzung befragten, wurde klar: Die meisten hatten nicht bemerkt, dass die gesamte Peripherie ihres Sehfelds nur noch in schwarzweiß erschien. Blieb noch ein zentrales Farbfeld von 32,5 Grad, entging die Entfärbung fast allen Teilnehmern. „Und selbst im extremsten Fall, bei dem nur ein rundes Areal von zehn Grad im Zentrum übrigblieb, fiel dies einem Drittel der Probanden nicht auf“, berichten Cohen und sein Team.

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Trotz der eklatanten Entfärbung eines Großteils ihrer Umgebung waren die Versuchspersonen der festen Überzeugung, ihre virtuelle Welt sei komplett farbig gewesen. „Das enthüllt einen überraschenden Mangel an peripherer Farbwahrnehmung in unserem Alltag“, so die Forscher. „Unsere intuitive Wahrnehmung einer bunten, farbenfrohen Welt ist demnach weitgehend falsch – eine Illusion.“

Die Netzhaut ist nicht schuld

Aber warum? Liegt dies vielleicht an mangelnder Aufmerksamkeit? Um das zu testen, wiederholten die Wissenschaftler ihren Versuch und baten die Probanden, diesmal bewusst auf die Farbigkeit der Peripherie zu achten. Das überraschende Ergebnis: „Die Teilnehmer schafften es auch dann nicht, Entfärbungen jenseits der zentralen 37,5 Grad ihres Sehfelds zu bemerken“, berichten Cohen und seine Kollegen.

Das erstaunte selbst die Wissenschaftler. Denn wie sie erklären, gibt es dafür keine sinnesphysiologische Erklärung. Zwar stehen die für das Farbensehen wichtigen Zapfen in unserer Netzhaut im Areal des schärfsten Sehens am dichtesten. Aber selbst in den für die Peripherie zuständigen Netzhautbereichen haben wir noch rund 4.000 Zapfen pro Quadratmillimeter. „Die Farbwahrnehmung in der Peripherie ist daher fast so gut wie in der Fovea“, sagen die Forscher.

Ursache bleibt rätselhaft

Warum aber sehen wir dann überall Farbe um uns herum, obwohl dort gar keine ist? Darauf haben auch Cohen und sein Team noch keine definitive Antwort. Sie vermuten, dass diese Illusion eng mit unserer Aufmerksamkeit verknüpft ist und mit der Fähigkeit unseres Gehirns, Lücken der Wahrnehmung zu füllen. „Wenn Beobachter einige Zeit in einer Umgebung verbringen, dann könnte es sein, dass ihre Gehirne lernen, die Farbe vieler Objekte in der Peripherie quasi ‚auszumalen'“, so die Wissenschaftler.

Klar ist: Dieses Phänomen wirft viele neue Fragen auf. So ist beispielsweise unklar, ob wir auch andere Veränderungen im peripheren Sehfeld übersehen würden, wie beispielsweise Farbumkehrungen oder Kontrastveränderungen. Und wie stark hängt dies von der Art der Umgebung und der Aufmerksamkeit ab? Auch die neurobiologische Erklärung für diese merkwürdige Selbsttäuschung steht noch aus.

Wieder einmal sorgt unsere Sinneswahrnehmung für Überraschungen und gibt uns und der Wissenschaft neue Rätsel auf. (Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2020; doi: 10.1073/pnas.1922294117)

Quelle: Dartmouth College

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