Laut TU-Studie haben Nervenzellen eine Art Erinnerungsvermögen, die das Gesehene beeinflusst
Graz/Wien - Die optische Säugetier- und damit auch menschliche Wahrnehmung wird
nicht allein vom Objekt der Betrachtung bestimmt, sondern auch davon,
was unmittelbar vorher angesehen wurde. Das Auge sieht daher sozusagen durch die Brille der unmittelbaren Vergangenheit, stellten Wissenschafter um
Wolfgang Maass von der Technischen Universität (TU) Graz in einem vom
Wissenschaftsfonds FWF unterstützten Untersuchung fest.
Die Arbeiten
der Informatiker und Neurowissenschafter wurden in Kooperation mit
dem Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt (Deutschland)
durchgeführt und in der Wissenschaftszeitschrift PLoS Biology
veröffentlicht.
"Live recording"
Für die Experimente wurden 100 Nervenzellen des Sehzentrums im
Gehirn angezapft und die ankommenden Reize bei verschiedenen
Situationen per Computer ausgewertet. Erfasst wurden die sogenannten
Spikes, also die kurzfristigen Veränderungen des elektrischen
Potenzials der Nervenzellen. Insgesamt ergibt sich aus den 100
Nervenzellen ein räumlich-zeitliches Muster der Aktivitäten, quasi
als "live recording". Das Muster enthält sowohl die Zahl der Spikes
als auch deren zeitliche Abfolge.
Bisher gingen die Wissenschafter davon aus, dass die neuronale
Reaktion auf einen Sinnesreiz nur Informationen über genau diesen
Reiz enthält und keine weiteren. Die durch die TU-Wissenschafter
durchgeführten Auswertungen der Versuche zeigte allerdings, dass jede
Wahrnehmung gleichsam einen Nachhall erzeugt, erklärte Maass. Jedes wahrgenommenen Bild wird tatsächlich von den
unmittelbar zuvor gesehenen Eindrücken beeinflusst und enthält auch
Informationen dieser Vergangenheit.
Lange Verarbeitungszeit
Die Auswertung der Daten zeigte aber auch, "dass die
Nervenreaktion schon in der ersten Verarbeitungsstufe im Gehirn
mehrere 100 Millisekunden andauern", so der Wissenschafter. Das sei
vor dem Hintergrund der Geschwindigkeit von physiologischen Vorgängen
in Nervenzellen "ausgesprochen lang".
Insgesamt ergeben die Untersuchungen einen ersten experimentellen
Beweis für das von Maass gemeinsam mit Hirnforschern erarbeitete neue
Modell für Rechenvorgänge im Gehirn, dem "liquid computing model".
Dieses geht im Gegensatz zu bisher vorherrschenden theoretischen
Modellen davon aus, dass biologische Computer nicht jede Information
für sich in einem festen Zeittakt bearbeiten, also wie an einem
Fließband, sondern in kleinen Paketen. Diese bestehen aus ineinander
fließenden und sich überlagernden Informationen aus verschiedenen
Zeitabschnitten. (red/APA)
