Wie sich das Gehirn im Raum orientiert

Stimmt die Erwartung des Gehirns nicht mit dem Gesehenen überein, korri­giert das Gehirn den Maßstab in seiner räumlichen Karte, mit der es die Umgebung reprä­sen­tiert. Foto: HHU / Eckart Zimmermann

Wie sich das Gehirn im Raum orientiert

Psycho­lo­ginnen und Psycho­logen der Heinrich-Heine-Univer­sität Düsseldorf (HHU) haben unter­sucht, wie Menschen feststellen, wo sich Objekte im Raum befinden. Warum sie dabei die visuelle Wahrnehmung irritierten und wie sie daraus auf die Raumwahr­nehmung im Gehirn zurück­schließen, stellen sie in der heutigen Online­ausgabe der Fachzeit­schrift »Current Biology« vor.

Im mensch­lichen Gehirn wird der Ort von Objekten durch räumliche Karten vermittelt. Diese Karten bilden, ähnlich wie bei einem Foto, die Umwelt ab. Um die genaue Position eines Objektes und die reale Distanz zu ihm zu erkennen, ist aber ein Maßstab erforderlich.

Stimmt die Erwartung des Gehirns nicht mit dem Gesehenen überein, korri­giert das Gehirn den Maßstab in seiner räumlichen Karte, mit der es die Umgebung reprä­sen­tiert. Foto: HHU / Eckart Zimmermann

Eine mögliche Erklärung, wie das Gehirn den Maßstab festlegt, beruht auf der Bewegung relativ zum Objekt, was zum Beispiel durch die Änderung der Blick­richtung geschehen kann. Je weiter sich ein Objekt in der Peripherie befindet, desto größer ist die durch die Blick­be­wegung erfasste Winkelän­derung. Wenn der Betrachter – durch die Raumkarte im Gehirn angeleitet – den Blick auf das Objekt richtet, es aber nicht genau trifft, weiß er, dass der Maßstab ungenau war. Der Fehler­winkel, um den der Blick das Objekt nicht trifft, gibt dem Gehirn an, um welchen Betrag der Maßstab in den Raumkarten zu korri­gieren ist.

Das Team um Prof. Dr. Eckart Zimmermann von der Arbeits­gruppe Wahrneh­mungs­psy­cho­logie am HHU-Institut für experi­men­telle Psycho­logie hat dieses Modell überprüft. Sie setzten dazu eine virtuelle Umgebung ein und maßen mittels eines »Eyetra­ckers«, wie sich die Blick­richtung von Probanden bewegt.

Dabei haben sie den Wahrneh­mungs­prozess bewusst gestört: Während der Blick­be­wegung verschoben die Psycho­logen das virtuelle Objekt – ein Prozess, den der Betrachter nicht wahrnehmen kann. Nach der Blick­rich­tungs­än­derung merkte dann das Gehirn der Versuchs­person, dass sich das Objekt nicht dort befindet, wo es laut seiner Karte zu erwarten wäre. Als Konse­quenz aus diesem Wider­spruch zu seiner eigenen Prädiktion korri­giert das Gehirn den internen Maßstab.

Mit diesen experi­men­tellen Ergeb­nissen bestä­tigen sie, dass motorische Prozesse für die räumliche Wahrnehmung eine große Rolle spielen. »Dieser Befund stellt die Intuition auf den Kopf, nach der wir erst etwas wahrnehmen, um daraufhin zu handeln«, betont Prof. Zimmermann, und weiter: »Ergeb­nisse wie dieses belegen die Vermutung, dass die Wahrnehmung, um akkurat zu sein, die Motorik genauso benötigt wie umgekehrt.«

Origi­nal­pu­bli­kation:

Celine Cont, Eckart Zimmermann, The motor repre­sen­tation of sensory experience, Current Biology, published online December 07, 2020

DOI: 10.1016/j.cub.2020.11.032

Textquelle: Dr. rer. nat. Arne Claussen, Heinrich-Heine-Univer­sität Düsseldorf

Bildquelle: Stimmt die Erwartung des Gehirns nicht mit dem Gesehenen überein, korri­giert das Gehirn den Maßstab in seiner räumlichen Karte, mit der es die Umgebung reprä­sen­tiert. Foto: HHU / Eckart Zimmermann