Sinneseindrücke brauchen richtiges Timing
Gehirn schließt von Korrelation auf kausale Beziehung
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Test: Studienteilnehmerin beim Experiment (Foto: Jochen Kopp/Cesare Parise) |
Tübingen (pte019/19.12.2011/13:40) Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPI) für biologische Kybernetik http://kyb.mpg.de , des Bernstein Zentrums Tübingen http://bccn-tuebingen.de , der Universitäten Oxford und Bielefeld haben untersucht, wie das Gehirn die Informationen mehrerer Sinne zusammenführt. Das Ergebnis: Das menschliche Gehirn nutzt die Korrelation zwischen den zeitlichen Veränderungen der Signale, um herauszufiltern, welche Signale zusammengehören.
Einheitliche Korrelation
"Wenn man jemandem zuhört und zugleich sieht, wie derjenige seine Lippen bewegt, kommt der Ton intensiver im Gehirn an", erklärt MPI-Forscher Cesare Parise gegenüber pressetext. Wenn Ton und Bewegung Sekunden verschoben sind, bringt das Gehirn beide dennoch in eine Korrelation - nur wird das Ereignis nicht so intensiv wahrgenommen. Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass das Gehirn einfach die Gleichzeitigkeit der Sinneseindrücke registriert.
Tatsächlich bildet die Ähnlichkeit der zeitlichen Strukturen der Sinnessignale für das Gehirn eine Grundlage bei der Entscheidung, ob die Signale verschiedener Sinne eine gemeinsame Ursache haben. Das Forscherteam hat die Rolle der Signalkorrelation bei der gemeinsamen Verarbeitung der Eindrücke verschiedener Sinne untersucht.
Tests mit Tönen und Bildern
Die Forscher ließen Studienteilnehmer bei Experimenten eine Abfolge von Tönen und Bildeinblendungen lokalisieren. Die Studienteilnehmer saßen vor einer großen Leinwand, von der aus akustische Reize als Abfolge von einzelnen Klickgeräuschen und Sehreize als Abfolge aufblitzender Flecken aus verschiedenen Richtungen im Raum eingespielt wurden.
Bei einem Teil der Versuche wurden nur Seh- oder nur Hörreize präsentiert. Bei anderen Versuchen wurden beide Reize in Kombination abgespielt. Bei den Kombinationsversuchen waren außerdem die Abfolgen der Seh- und Hörreize teilweise miteinander zeitlich abgestimmt, teilweise nicht. Die Studienteilnehmer hatten jeweils die Aufgabe, die Reizquelle zu lokalisieren.
Zusammenspiel von Reizen wichtig
Die Angaben der Testpersonen waren präziser, wenn die Geräusch- und Bildabfolgen zusammen statt einzeln präsentiert wurden. Waren die Reize nicht miteinander korreliert, war die Präzision nur unwesentlich erhöht. Die Präzision war am höchsten, wenn die Geräusch- und Bildabfolgen miteinander korrelierten, dann erreichte die Leistung der Studienteilnehmer fast das theoretische Maximum.
Die Ergebnisse zeigen, dass Menschen die Signale mehrerer Sinne nur dann optimal miteinander kombinieren, wenn diese zeitlich korrelieren. Das Gehirn nutzt also die Korrelation zwischen den Sinnessignalen, um auf eine gemeinsame Ursache zu schließen. Den Forschern zufolge hat das Gehirn damit eine effiziente Fähigkeit entwickelt, sich durch die Umgebungsreize des Alltagslebens zu bahnen.
"Dadurch können wir beispielsweise bei einer lauten Cocktailparty zuordnen, welche Person mit welcher Stimme spricht", sagt Parise. "Unsere Augen und Ohren nehmen ständig Sinnesinformationen auf, und unser Gehirn gibt allem einen Sinn, indem es Bilder und Geräusche mit ähnlichen zeitlichen Strukturen zusammenführt."
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