06.02.2012 (ms)
Schnelle Augenbewegungen erfolgen rascher als die Änderungen der Hirnaktivität, durch die sie repräsentiert werden. Mit diesem überraschenden Befund erklären Neurowissenschaftler aus Marburg, Bochum und Newark in den Vereinigten Staaten von Amerika(USA)bestimmte Wahrnehmungsfehler.
Dem Team ist es erstmals gelungen, den Zeitverlauf von Nervensignalen zu messen, die dem Gehirn die Eigenbewegung der Augen zurückmelden. Die Forscher um Prof. Dr. Frank Bremmer von der Philipps-Universität veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Ausgabe der Fachzeitschrift "Current Biology", die am Dienstag (7. Februar) erscheint. Das berichtete die Philipps-Universität am Montag (6. Februar).
Beim Lesen einer Nachricht bewegen sich die Augen ruckartig von einem Punkt zum anderen. "Sakkaden“ heißen diese Augenbewegungen im Jargon der Fachwissenschaftler.
Das Bild des ruhenden Textes jagt dabei mit hoher Geschwindigkeit – fast 1.000 pro Sekunde – über die Netzhaut. Trotzdem nimmt der Mensch seine Umwelt als stabil und ruhend war. Das ist fast immer und fast vollständig so.
Unter bestimmten Bedingungen kommt es jedoch zu sogenannten Wahrnehmungsfehlern:. Unmittelbar um den Zeitraum einer Sakkade herum werden Reize, die kurzzeitig präsentiert werden, an einem falschen Raumpunkt wahrgenommen. Die Raumkodierung im Gehirn ist also kurzzeitig gestört.
"Obwohl es sich hierbei nur um einen kurzen Augenblick handelt, benutzen Neurowissenschaftler dieses schmale Zeitfenster, um einen Einblick in die Verarbeitung von Rauminformation im Gehirn zu erhalten“, berichtet Bremmer, der die aktuelle Studie zusammen mit Prof. Dr. Klaus-Peter Hoffmann und Dr. Michael Kubischik von der Ruhr-Universität Bochum sowie Dr. Adam Morris und Prof. Dr. Bart Krekelberg von der Rutgers-Universität in den USA veröffentlichte. Die Untersuchung gibt Hinweise darauf, wie das Gehirn Ortsinformationen über schnelle Blickbewegungen hinweg kodiert.
"Visuelle Information wird von der Netzhaut aufgenommen, die sich mit jeder Sakkade bewegt“, führte Bremmer aus. "Man geht davon aus, dass die Netzhautsignale mit der Information kombiniert werden, in welche Richtung das Auge blickt, um die Position von Objekten im Raum zu kodieren.“
Bislang war bereits bekannt, dass es solche Blickrichtungssignale gibt. In ihrer Studie haben die Wissenschaftler nun erstmals den Zeitverlauf des Signals messen können.
Mittels neurophysiologischer Experimente am Tiermodell konnten sie nachweisen, dass sich die Nervenzellaktivität in bestimmten Regionen des Gehirns und somit auch die Kodierung der Blickrichtung systematisch ändert. Das geschieht bereits, bevor die Augenbewegung beginnt.
Überraschend war, dass die Modulation der neuronalen Aktivität langsamer vonstatten geht als die Bewegung der Augen. Eine Modellrechnung zeigte, dass das zu räumlichen Wahrnehmungsfehlern führt.
"Die gefundene Modulation entspricht zeitlich genau derjenigen, die zuvor in psychophysischen Experimenten am Menschen beschrieben worden war“, erklärte Bremmer. Die Wissenschaftler konnten somit erstmals das neuronale Korrelat der zuvorerhobenen Verhaltensdaten nachweisen.
pm: Philipps-Universität Marburg
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