Wie wir sehen - Teamarbeit im Gehirn

Kein Kino im Kopf

Die Biene auf dem Honigbrötchen, wie schnell erfasst das menschliche Gehirn die Situation?

Was passiert beim Sehen im Gehirn? Für die meisten Menschen ist es so selbstverständlich sehen zu können, dass sie sich darüber kaum Gedanken machen. Wenn doch dann gehen sie häufig davon aus, dass sie eine Art Fotoapparat oder Filmkamera im Kopf haben. Das Auge stellen sie sich als Linse eines Projektors vor, von der das Bild irgendwie statt auf eine Leinwand in das Bewusstsein projiziert.

Tatsächlich existiert das Bild der Welt, so wie es auf einem Foto zu sehen ist, nur bis auf die Netzhaut. Danach geht es in ein Feuerwerk von elektrischen Impulsen über. Nur diese Nervenimpulse kann das Gehirn verarbeiten.

Scharf auf Kontraste: das Sehzentrum

Die primäre Sehrinde reagiert besonders stark auf Kanten und Konturen

Entlang dem Sehnerv laufen die Nerven-Impulse auf die gegenüberliegende Seite des Gehirns zur primären Sehrinde. Je nachdem welches Bild auf die Netzhaut fällt, ist dieser Gehirnbereich mehr oder weniger aktiv. Und er reagiert bevorzugt auf ganz bestimmt Reize, nicht einfach nur auf Helligkeit. Wenn man zum Beispiel mit einer Lampe ins Auge strahlt, ist die Aktivität im Sehzentrum nicht sehr groß. Nur die wenigsten Neuronen reagieren mit einem Impuls. Stattdessen feuern sie bevorzugt, wenn es Kontraste zu sehen gibt, oder eine Kante mit einem Übergang von hell zu dunkel. So sind sie ganz besonders aktiv, wenn das Auge ein schwarz-weißes Karomuster sieht.

Gehirnzellen arbeiten in Netzwerken

Die zwei wichtigsten Verarbeitungswege: Der Wo-Pfad führt nach oben in den Parietallappen, der Was-Pfad eher nach unten und vorne, zum Temporallappen

Die primäre Sehrinde nimmt aber nicht nur die Konturen wahr, sondern arbeitet auch als eine Art Verteiler für die höheren Hirnregionen, die das Bild nach verschiedenen Inhalten analysieren. Für unterschiedliche Aspekte des Bildes gibt es teilweise spezialisierte Gebiete. Das betrifft zum Beispiel die Frage, welche Objekte es sind und wo sie sich befinden. Doch diese spezialisierten Areale sind nicht streng gegeneinander abgegrenzt. Unser Gehirn ist vielmehr ein kompliziertes Netzwerk in dem unzählige Verarbeitungsschritte gleichzeitig ablaufen und in dem die unterschiedlichen Bereiche pausenlos miteinander Informationen austauschen. Dennoch lassen sich zwei grundlegende Verarbeitungswege unterscheiden. Zum einen gibt es den Was-Pfad, zum anderen den Wo-Pfad. Sie führen in verschiedene Gehirnbereiche.

Der Wo-Pfad: Position

Bewegung wird nur sehr grob einem Ort zugeordnet

Im Wo-Pfad (hauptsächlich im Parietallappen) wird unter anderem analysiert, wo genau die Objekte sind, wie groß sie sind und in welchem Abstand sie sich zueinander befinden. Die genaue Form und Art der Objekte wird dabei kaum beachtet.

Die dritte Dimension

Erst durch Perspektive und Tiefe entsteht eine dreidimensionale Wahrnehmung

Auch die dreidimensionale Wahrnehmung ist wichtig, ein benachbarter Gehirnbereich ist dafür verantwortlich: Welche Tiefe haben die Objekte und wie weit sind sie vom Betrachter entfernt? Ohne diesen Aspekt würden die gesehenen Gegenstände flach wie aus Pappe ausgeschnitten wirken.

Bewegung

Bewegung wird nur sehr grob einem Ort zugeordnet

Andere Nervenzellen sind darauf spezialisiert, Bewegungen wahrzunehmen. Dabei reagieren unterschiedliche Neuronen auf jeweils ganz bestimmte Geschwindigkeiten. Wo die Bewegung stattfindet spielt hier kaum eine Rolle.

Der Was-Pfad: Objekterkennung

Objekte werden mit bekannten Dingen aus dem visuellen Gedächtnis verglichen

Der Was-Pfad (hauptsächlich Temporallappen) klärt, was für Gegenstände, Personen oder Landschaften das Auge da sieht. Damit das Gehirn die Objekte einordnen kann, muss es sie zunächst von ihrem Hintergrund trennen. Dabei ist es günstig, dass bereits die primäre Sehrinde besonders gut auf Kanten und Übergänge anspricht. So lassen sich die Konturen der Objekte schnell erfassen. Diese Konturenwahrnehmung funktioniert so gut, dass das Gehirn teilweise über das Ziel hinausschießt und Formen sieht, die es eigentlich gar nicht gibt.

Das so genannte Kanizsa-Dreieck

Unser Gehirn kann mehrere Tausend Farben unterscheiden

So kommt es auch zu optischen Täuschungen – einige Beispiele dafür haben wir für Sie zusammen gestellt. Darunter ist auch das so genannte Kanizsa-Dreieck – es zeigt, wie das Gehirn vertraute Konturen ergänzt, obwohl sie gar nicht abgebildet sind. Gleichzeitig vergleicht das Gehirn die gefundenen Strukturen mit gespeicherten Bildern aus seinem Langzeitgedächtnis. Wurde ein Gegenstand schon einmal gesehen, reichen schon wenige Hinweise, damit es ihn wieder erkennt. Bei einem neuen Objekt müssen dagegen mehr Einzelheiten entschlüsselt werden und der Erkennungsprozess dauert länger.

Farbe

In einer weiteren Gehirnregion reagieren die Neuronen hauptsächlich auf die Farben.

Ein Rätsel bleibt: Wie kommt alles zusammen?

Wie setzen sich die Puzzleteile zusammen?

Innerhalb von rund einer viertel Sekunde hat das Gehirn alle relevanten Informationen über das Was und Wo aus dem Bild gewonnen. Bis heute ist allerdings nicht bekannt, wie es diese verschiedenen Aspekte zu einem Gesamteindruck kombiniert. Klar ist nur, dass im Gehirn kein hierarchisches System herrscht, bei dem es eine Art oberstes Meldezentrum gibt. Stattdessen tauschen die verschiedenen Regionen als Netzwerk ständig Informationen aus. Offenbar werden sogar von den höheren Verarbeitungseben wieder Impulse in die primäre Sehrinde zurück geschickt. Sie wirken wie eine Verstärkung oder Rückkopplung und machen die bewusste Wahrnehmung wahrscheinlich erst möglich.