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Gehirn bereitet Augenbewegungen vor

Nur einem genialen Mechanismus im Gehirn verdanken wir, dass wir unsere Blickrichtung ruckartig verändern können und trotzdem eine stabile Umwelt wahrnehmen. Forscher der Universitäten Marburg und Bochum berichten gemeinsam mit US-amerikanischen Kollegen im Journal of Neuroscience, dass Nervenzellen bestimmter Gehirnregionen schon vor den Augenbewegungen ihre Aktivität zurückfahren. Damit wurde eines der wichtigsten Rätsel der visuellen Neurowissenschaften gelöst.

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Jede Sekunde drei Meisterleistungen

Drei Blicksprünge schafft das Auge pro Sekunde und jede dieser sogenannten Sakkaden dauert maximal 60 Millisekunden. Dadurch wird etwa das Lesen zur wahren Meisterleistung, dreht sich doch das Bild des Textes bei den ständigen ruckartigen Augenbewegungen mit bis zu 1.000 Grad pro Sekunde auf der Netzhaut. Videokameras würden bei ähnlicher Geschwindigkeit bloß graue Streifen aufzeichnen. "Besonders rätselhaft ist jedoch die Fähigkeit des Gehirns, beim Blicksprung die Augenbewegungen auszugleichen, damit die Umwelt als ruhend erkannt wird", betont Forschungsleiter Frank Bremmer.

Hirnarbeit kurzfristig zurückgefahren

Dieser Ausgleich gelingt dem Gehirn, indem es sich auf jeden Blicksprung vorbereitet. Aus früheren Verhaltensexperimenten weiß man, dass Menschen unmittelbar vor und nach Augenbewegungen weniger empfindlich auf Bildkontraste sind. Nun registrierten die Forscher mittels Mikroelektroden, die dünner als ein Haar sind, die Aktivität von Nervenzellen von Affengehirnen rund um den Zeitpunkt der Augenbewegung. "Die Hypothese bestätigte sich, dass die Aktivität bestimmter Hirnregionen systematisch reduziert wird. Allerdings war diese Modulation nicht identisch, sondern in jedem der untersuchten Gehirnregionen unterschiedlich", so Bremmer.

Roboter mit intelligenten Augen

Gültig ist dieser Mechanismus bei allen anderen Tieren, die bewegliche Augen haben und deren Bewegungen verarbeiten müssen. Bremmer sieht die Ergebnisse dieser Grundlagenforschung einerseits als Beitrag zum Verständnis der Gehirnmodule und ihrer Funktion. Als Fernziel könne man auch verbesserte Anwendungen der Robotik sehen. "Ähnlich wie das Gehirn Sakkaden vorprogrammiert, könnten eines Tages auch aktive Roboter die Bilderkennung von Daten einer Digitalkamera bei deren Schwenks kontrollieren."

Autor: Johannes Pernsteiner; pressetext.de; Stand: 12.11.2009

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