🧠 Unser Gehirn täuscht uns: es verändert, was unsere Augen sehen

Im Gegensatz zu dem, was oft angenommen wird, nimmt unser Sehvermögen die Welt nicht passiv wie eine Kamera auf. Neurowissenschaftler haben herausgefunden, dass das, was Tiere sehen, in Wirklichkeit ständig durch ihre Handlungen und ihre Empfindungen umgeformt wird.

Der präfrontale Kortex, eine für die Entscheidungsfindung essentielle Hirnregion, steht im Zentrum dieses Prozesses. Eine Studie des MIT, veröffentlicht in Neuron, zeigt, dass diese Region maßgeschneiderte Signale an die für Sehen und Bewegung zuständigen Teile des Gehirns sendet. Diese Signale werden je nach Aktivität des Tieres, wie seinem Wachheitsgrad oder ob es sich bewegt, sofort angepasst, was eine permanente Verfeinerung der Wahrnehmung ermöglicht.


Die Studie untersuchte zwei spezifische Bereiche des präfrontalen Kortex: den anterioren cingulären Cortex (ACA) und den orbitofrontalen Cortex (ORB). Jeder von ihnen unterhält bevorzugte Verbindungen zu Schlüsselregionen: dem Sehbereich (VISp) und dem Bewegungsbereich (MOp). Wenn ein Tier beispielsweise wacher ist, sendet der ACA Signale, damit der visuelle Bereich mehr Details erkennt. Umgekehrt scheint der ORB wie ein Filter zu wirken, der die visuelle Aktivität reduziert, wenn die Wachheit sehr hoch wird, wahrscheinlich um eine Informationsüberflutung zu vermeiden.

Um diese Verbindungen zu identifizieren, verwendeten die Forscher bildgebende Verfahren. Sie setzten Mäuse vor wechselnde Bilder, während sie diese auf einem Laufrad laufen ließen. Manchmal veränderte ein leichter Luftzug ihren Wachheitsgrad. Währenddessen wurde die Aktivität der Neuronen in den vier untersuchten Hirnregionen aufgezeichnet, was die dort stattfindenden Austauschvorgänge offenbarte.

Die Analyse der Aufzeichnungen zeigte, dass der ACA detaillierte Informationen über die Bilder, insbesondere Kontraste, überträgt und dass er sehr empfindlich auf den Wachheitsgrad reagiert. Der ORB hingegen wird nur bei sehr hohen Wachheitsgraden aktiv. Was die Bewegung betrifft, so informieren beide Bereiche den motorischen Cortex über die Bewegungsgeschwindigkeit, aber für das Sehen signalisieren sie lediglich, ob die Maus aktiv ist oder nicht, was auf unterschiedliche Funktionen hinweist.


Um die Rolle dieser Schaltkreise zu überprüfen, blockierten die Wissenschaftler vorübergehend die Kommunikation zwischen ACA/ORB und dem visuellen Bereich. Dieses Experiment bestätigte, dass sie das Sehvermögen gegensätzlich modulieren, je nachdem, ob sich das Tier bewegt oder je nach seinem Wachheitszustand. Das Gehirn nutzt diese Bahnen also, um je nach Situation bestimmte Informationen zu verstärken oder beiseitezulassen.

Diese Ergebnisse veranschaulichen ein wichtiges Prinzip: Der präfrontale Kortex sendet kein einheitliches Signal an das gesamte Gehirn. Jede Unterregion sendet spezialisierte Botschaften an bestimmte Bereiche, um deren Aktivität umzugestalten. Dies ermöglicht es dem Gehirn, Wahrnehmung und Handlung permanent an den Zustand des Individuums anzupassen und eröffnet neue Perspektiven zum Verständnis von Funktionen wie der Aufmerksamkeit.