Die visuelle Wahrnehmung ist ein komplexer Prozess, der weit mehr umfasst als nur die Aufnahme von Licht durch das Auge. Auge und Gehirn arbeiten auf faszinierende Weise zusammen, um unsere Realität zu konstruieren. Diese Zusammenarbeit, die auf einer 500 Millionen Jahre langen biologischen Entwicklung basiert, prägt maßgeblich, wie wir die Welt sehen und interpretieren.
Die Evolution des Sehens
Die Art und Weise, wie wir heute sehen, ist das Ergebnis einer langen evolutionären Entwicklung. Fünf Milliarden Neuronen im Gehirn sind allein mit der Verarbeitung visueller Reize beschäftigt. Diese Neuronen nutzen über 30 verschiedene Hirnregionen, um die Signale aus unseren Augen zu einem scheinbar einheitlichen Bild zu verknüpfen.
Bis vor wenigen Jahrzehnten ging man davon aus, dass Neugeborene kaum sehen oder hören können. Heute weiß man, dass Säuglinge erstaunlich kompetent sind, empfangene Signale sinnvoll zu interpretieren. Bereits in der Gebärmutter werden der Tastsinn, der Geruchs- und Geschmackssinn sowie der Hörsinn für spätere Aufgaben trainiert. Die Augen hingegen werden vor der Geburt kaum stimuliert, sind aber im letzten Drittel der Schwangerschaft bereits funktionstüchtig. Ungeborene können Helligkeitsunterschiede im Mutterleib wahrnehmen.
In den ersten Monaten nach der Geburt schärfen Babys ihre Wahrnehmung und verknüpfen ihr Sehen mit den anderen Sinnen. Ab etwa dem sechsten Lebensjahr entspricht die Sehschärfe des kindlichen Auges der eines Erwachsenen. Das Gehirn entwickelt sich jedoch bis ins hohe Alter weiter und interpretiert unsere Seherlebnisse fortlaufend.
Wie das Gehirn visuelle Reize verarbeitet
Nach dem heutigen Stand der Hirnforschung basiert unsere Wahrnehmung nur zu einem geringen Teil auf den Lichtsignalen, die über den Sehnerv und den Thalamus in der Großhirnrinde zu einem Seherlebnis verarbeitet werden. Der größte Teil unserer visuellen Wahrnehmung stammt aus dem Gehirn selbst. Erinnerungen und Gefühle werden unbewusst mit den Sehsignalen vermischt und zu einem individuellen, scheinbar logischen und realitätsnahen Erlebnis geformt.
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Diese Wirklichkeitskonstruktion ist überlebenswichtig, da Entscheidungen nur in einer klar definierten, verständlichen Welt möglich sind. Das Gehirn lässt die Welt für jeden Menschen individuell entstehen, indem es unzählige Neuronen zu riesigen Koalitionen aus Zellen formt, damit uns unser Umfeld als Einheit ohne Brüche erscheint.
Ein anschauliches Beispiel für die Zusammenarbeit von Auge und Gehirn sind Kraken. Durch eine zufällige evolutionäre Parallelentwicklung besitzen sie ähnliche Sehorgane wie der Mensch. Trotz vergleichbarer Sehorgane nehmen sie ihre Umwelt jedoch komplett unterschiedlich wahr, da die visuelle Wirklichkeit nicht in den Augen, sondern im Gehirn entsteht, welches das Überleben der jeweiligen Spezies sicherstellen muss.
Die Filterfunktionen des Gehirns
Das Gehirn filtert und sortiert die chaotische, reale Wirklichkeit. Es bündelt die Empfindungen, gleicht sie mit Erwartungen und Vorwissen ab und lässt so im Bewusstsein das stabile Bild eines Hier und Jetzt entstehen. Selbst scheinbar einfache Sinneseindrücke dringen nicht ungefiltert in das Bewusstsein vor. Einige Bereiche des Gehirns sind ohne Unterbrechung damit beschäftigt, die gelernte Farbigkeit eines Objekts konstant zu halten und anzuwenden.
In Realität ist Farbe immer auch davon abhängig, wie kalt oder warm das auf das Objekt fallende Licht ist. Dank der Korrekturfunktion des Gehirns erscheint eine Rose jedoch immer rot, unabhängig von der Beleuchtung. Ohne diesen korrigierenden Autofokus im Gehirn wäre der Mensch ob der Vielfalt der Eindrücke dieser Welt handlungsunfähig.
Aufmerksamkeit und visuelle Wahrnehmung
Das berühmte "Gorilla-Experiment" des US-Psychologen Daniel Simons belegt eindrücklich das Ausblenden von visuellem Informationsmüll. Die Teilnehmer einer Studie sollten zählen, wie viele Pässe sich die Mitglieder einer Basketballmannschaft zuspielen. Mehr als die Hälfte der Zuschauer verneinte am Ende des Videos die Frage, ob während des Spiels etwas Besonderes vorgefallen sei. Ihr Gehirn blendete aus, dass ein als Gorilla verkleideter Mann das Spielfeld betrat, sich unter die Spieler mischte und sich auf die Brust trommelte.
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Dieses Experiment zeigt, dass das Sehen in erschreckend hohem Ausmaß von unserer Aufmerksamkeit mitbestimmt wird.
Die Einheit von Körper und Wahrnehmung
Eine Studie aus dem Jahr 1998 belegt die Einheit von Körper und Wahrnehmung. Die Teilnehmer mussten ihre linke Hand vor sich auf die Tischplatte legen. Vor ihnen wurde eine künstliche Hand platziert. Wurden beide Hände mit einem Pinsel gleichzeitig gestreichelt, verspürten die Teilnehmer die Berührung nicht in ihrer echten Hand, sondern in der sichtbaren, künstlichen Hand. Das Bewusstsein hatte diese in die Wahrnehmung des eigenen Körpermodells integriert.
Die Studie beweist, dass scheinbare Übereinstimmungen optischer Informationen oder Berührungen ausreichen, damit das Gehirn ein nicht zum Organismus gehörendes, gesehenes Objekt als einen eigenen Körperteil wahrnimmt. Ob wir es wollen oder nicht, das Gehirn synchronisiert die eigene körperliche Befindlichkeit mit den visuellen Impulsen aus unserem Umfeld.
Sehen lernen ohne Augen
Die menschliche Fähigkeit zu sehen, beschränkt sich nicht nur auf das Auge. Der menschliche Wahrnehmungsapparat ist auch in Bezug auf visuelle Reize erstaunlich flexibel. Diese Flexibilität besteht darin, dass die menschlichen Sinnesorgane zwar spezifisch auf Umweltreize reagieren (Schall, Licht, Duftstoffe), aber immer denselben neuronalen Code aus elektrischen Signalen an das Gehirn senden. Je nachdem, welche Hirnregion diese Signale empfängt und verarbeitet, ändert sich die Empfindung.
Das Beispiel von Blinden, die gelernt haben, statt mit den Augen mit der Zunge zu sehen, demonstriert eindrücklich die Wichtigkeit der signalverarbeitenden Stelle in unserem Gehirn. Mit Hilfe einer Videokamera und eines kleinen Plättchens mit 400 Elektroden können Blinde lernen, Bilder in elektrische Impulse umzuwandeln, die über die Zunge an das Gehirn weitergeleitet werden. Nach einiger Übung interpretieren die Nerven der Zunge diese Impulse als visuelle Eindrücke und geben Auskunft über Form, Größe, Bewegungsrichtung oder Raumtiefe.
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Visuelle Informationsverarbeitung im Gehirn
Die Verarbeitung visueller Informationen im Gehirn ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess. Die Informationen werden von der Retina über den Sehnerv zum Thalamus und von dort zur primären Sehrinde (V1) geleitet. In V1 werden die grundlegenden visuellen Merkmale wie Orientierung, Farbe und Bewegung analysiert.
Von V1 aus werden die Informationen zu höheren visuellen Arealen weitergeleitet, wo sie zu komplexeren Objekten und Szenen zusammengefügt werden. Es gibt zwei Hauptverarbeitungsströme:
- Der ventrale Pfad ("Was-Pfad"): Dieser Pfad ist für die Erkennung von Objekten zuständig. Er verläuft vom visuellen Kortex zum Temporallappen.
- Der dorsale Pfad ("Wie-Pfad"): Dieser Pfad ist für die Steuerung von Handlungen zuständig. Er verläuft vom visuellen Kortex zum Parietallappen.
Die Neuronen in den verschiedenen visuellen Arealen sind auf bestimmte Reize spezialisiert. Einige Neuronen antworten beispielsweise nur auf Linien einer bestimmten Orientierung, während andere Neuronen nur auf Gesichter oder Hände antworten. Die Aktivitätsmuster dieser Neuronenverbände ermöglichen es uns, die Welt um uns herum zu erkennen und zu verstehen.
Stress und Sehverlust
Anhaltender Stress kann zu einer stetigen Verschlechterung der Sehkraft beitragen. Studien deuten darauf hin, dass Stress eine wichtige Ursache für fortschreitenden Sehverlust infolge von Erkrankungen wie Glaukom und Optikusneuropathie sein kann. Kontinuierlicher Stress und langfristig erhöhte Cortisolwerte können sich negativ auf das Auge und das Gehirn auswirken.
Es ist wichtig, psychosomatische Belastungen in der Augenheilkunde zu berücksichtigen und Patienten über Möglichkeiten zu informieren, wie sie ihr Stresslevel senken können, etwa durch Meditation, autogenes Training oder eine psychologische Behandlung.
Wahrnehmung und Sehen zusammengefasst
- Was wir sehen, ist nur zu einem geringen Teil das Bild, das wir in Realität vor uns haben.
- Unser Gehirn reichert die Informationen, die das Auge ihm übermittelt, mit wesentlichen Zusatzinformationen an.
- Seherlebnisse werden vom Gehirn so optimiert, dass sie in unsere Erfahrungswelt passen.
- Dieser Optimierungsprozess geschieht lebenslang. Daraus folgt: Jeder Mensch sieht anders.
- Farbwerte werden als gelerntes Schema abgespeichert - und bei Seheindrücken über die tatsächlichen, physikalisch-neurologischen Farberlebnisse gelegt.
- Wir sind in der Lage, auch nicht zu unserem Körper gehörende Objekte, die wir sehen, als Körperteil zu fühlen.
Die Zukunft des Sehens
Datenbrillen und virtuelle Realität (VR), aber insbesondere auch die sich am Horizont bereits anbahnende Kombination von organischem Bewusstsein mit künstlicher Intelligenz, versetzen unsere bisherige Art, mit den Augen zu sehen und zu erleben - oder vielmehr: das Gesehene zu interpretieren und zu verarbeiten - für kommende Generationen möglicherweise in gänzlich neue Universen. Die Wissenschaft arbeitet daran, über vergleichbare Geräte wie das Zungenplättchen auch solche Daten in unser Hirn einzuspeisen, die unsere Sinne normalerweise gar nicht wahrnehmen können.