https://www.faz.net/-gwz-85nvt

Hirnforschung, was kannst du? : Die Aufmerksamkeit, die wir verdienen

  • -Aktualisiert am

Einzelne Lichtteilchen wahrnehmbar

Unter dem unnachgiebigen Selektionsdruck der Evolution haben sich im Laufe der Zeit viele Hochleistungssinnessysteme herausgebildet. Wie effektiv dieser Prozess zur Ausbildung beeindruckender Spitzenleistungen geführt hat, zeigt sich auch am visuellen System des Menschen. So lässt sich nachweisen, dass unter idealen Bedingungen noch ein einzelnes Photon, also die physikalisch kleinste Lichtmenge, von unseren Augen erfasst und gesehen werden kann. Trotz dieser hohen Empfindlichkeit sind wir in der Lage, uns auch an Situationen großer Helligkeit (auf einem Schneefeld in der Sonne) anzupassen, obwohl die dortige Helligkeit millionenfach höher als bei einem Spaziergang im Mondschein ist.

Diese Leistungsfähigkeit der Sinnesorgane ist eine hervorragende Grundlage für eine ebenso leistungsfähige Wahrnehmung. Sie stellt uns aber auch vor ein Luxusproblem. Die Nervensysteme, welche die von diesen Sinnessystemen aufgenommene und weitergeleitete Information verarbeiten müssen, sehen sich einer enormen Flut von sensorischen Daten ausgesetzt. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat die Evolution eine Reihe von Teillösungen entwickelt. Kompressionsprozesse und Arbeitsteilung spielen dabei eine besonders prominente Rolle.

Schon in den ersten Schritten der Informationsverarbeitung in Sinnessystemen stellt sich das Problem anatomischer Kapazitätsbeschränkungen. So stehen für die Weiterleitung der von den 120 Millionen Photorezeptoren unserer Netzhaut aufgenommenen Informationen an das Gehirn nur etwa eine Million Nervenfasern zur Verfügung. Um hier möglichst wenige der soeben mühsam gesammelten Daten zu verlieren, ist die Netzhaut nicht nur eine dicht gepackte Ansammlung hochsensibler Sensoren, sondern auch ein Verarbeitungsnetzwerk, dessen Hauptaufgabe die sinnvolle Datenkompression ist. So werden besonders aussagekräftige Informationen (über Kanten, also lokale Wechsel in der Struktur unserer visuellen Umwelt) auf Kosten weniger aussagekräftiger Informationen (homogene Flächen in der Umwelt) extrahiert, verstärkt und selektiv weitergeleitet. So erzeugt die Netzhaut einen anatomischen Auswahlprozess zur bevorzugten Weiterleitung wichtiger Informationen, nicht unähnlich den Algorithmen, mit denen sich die Datenmenge vieler Musik-CDs für den Speicherplatz eines MP3-Players komprimieren lässt.

Das Auge als Mustersinnesorgan

Bei Untersuchungen der Verarbeitung visueller Informationen in der Großhirnrinde hat sich eine ausgeprägte Arbeitsteilung gezeigt. So werden die verschiedenen Aspekte visueller Signale (Farbe, Form, Bewegung etc.) nicht nur von auf jeweils einen oder wenige dieser Aspekte spezialisierten Nervenzellen verarbeitet, sondern diese Nervenzellen sind zudem in getrennten kortikalen Arealen konzentriert. Diese Areale sind anatomisch so miteinander verknüpft, dass sich zwei Aneinanderreihungen bilden und damit die anatomische Grundlage von zwei Informationsverarbeitungsbahnen, deren detaillierte Fähigkeiten und Aufgaben ein zentrales Forschungsfeld der Neurowissenschaften darstellen.

Weitere Themen

Wo stehen wir jetzt?

Ein Jahr Stavanger-Erklärung : Wo stehen wir jetzt?

Vor einem Jahr hatten 130 Experten die Stavanger-Erklärung zur Zukunft des Lesens unterzeichnet. Wie hat sich die Debatte um das Lesen von Gedrucktem oder auf Bildschirmen entwickelt? Eine Zwischenbilanz.

Topmeldungen

Johnson vs. Trump : Die Ironie des Brexits

Eigentlich sollten die britisch-amerikanischen Beziehungen nach dem Brexit enger werden. Doch Boris Johnson legt sich gleich an drei Fronten mit dem amerikanischen Präsidenten Trump an – und bleibt auf Linie mit Berlin und Paris.
Tim Cook in Davos - er ist nicht der einzige Tech-Chef, der dieses Jahr dort ist.

Digitec-Podcast aus Davos : Mit Tim Cook morgens um 7 Uhr

Die Anführer von Apple, Google und Microsoft sind in Davos: So stark war die Tech-Branche selten präsent – das liegt auch an der neuen EU-Kommissionschefin.
Paradoxie des modernen Straßenverkehrs: Undurchsichtiges soll Sicherheit schaffen. Der Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein entwickelte diesen mobilen Sichtschutz zur Abwehr von Gaffern.

Soziologie des Gaffens : Was gibt es hier zu sehen?

Verbote sind zwecklos: Privatleute protokollieren Verkehrsunfälle, auch wenn sie die Rettung der Opfer gefährden. Warum? Zu einfach wäre es, der Aufnahmetechnik die Schuld zu geben. Über das Gaffen.

Handball-EM : Pekeler und das Dilemma der Deutschen

Er ist vor dem „Spiel ohne Bedeutung“ gegen Portugal im roten Bereich angekommen. Doch Hendrik Pekeler wird seinen strapazierten Körper bei der Handball-EM weiter schinden – wenn auch nicht ganz aus freien Stücken.

Newsletter

Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.