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10.02.2016 By: Marlen Brachthäuser

Wie unser Gehirn Sehen und Hören verbindet

Auf welcher Ebene entscheidet das Gehirn, welche Informationen zusammengehören und für uns wichtig sind?


Tübingen, 10. Februar 2016. Stellen Sie sich vor, Sie überqueren eine große Straße in der Hauptverkehrszeit. Alle Ihre Sinne werden ununterbrochen mit Signalen bombardiert: Motorengeräusche, aufblitzende Lichter, der Geruch von Abgasen. Wir nehmen dabei die verschiedenen Sinneseindrücke von einem Auto subjektiv ganz selbstverständlich als Ganzes wahr. Das Gehirn steht jedoch vor einer komplexen Aufgabe, da es die vielen eintreffenden Sinneseindrücke um uns herum zu einem Gesamtbild zusammenfügen muss. In einer Studie zeigten Tim Rohe und Uta Noppeney, wie das Gehirn zusammengehörige Sinneswahrnehmungen schon auf einer niedrigen Stufe zu einem Ganzen verbindet. Das Verarbeiten von wichtigen Informationen findet dagegen auf höheren Ebenen statt. 

Die Signale aus der Umwelt kommen zunächst in den primären Sinnesarealen im Gehirn an, welche jeweils für eine Sinnesart zuständig sind. Beispielsweise werden visuelle Informationen in der Sehrinde im Hinterhauptlappen und auditive Signale in der Hörrinde im Schläfenlappen verarbeitet. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann in übergeordneten Gehirnarealen wie dem Scheitellappen. 

Tim Rohe und Uta Noppeney untersuchen, wie genau die Integration von verschiedenen Sinnesinformationen im Gehirn abläuft. Wie kann das Gehirn schnell und verlässlich Ereignisse in der Umwelt orten, um gezielt darauf zu reagieren? Die Forscher ließen Versuchspersonen Aufgaben lösen und zeichneten dabei deren Gehirnaktivität mittels funktioneller Bildgebung (fMRT) auf. Den Probanden wurden dazu auditive und visuelle Signale dargeboten. Diese waren unterschiedlich wichtig für die Aufgaben und gleichzeitig unterschiedlich weit voneinander entfernt. 

Die Studie konnte zwei neue Erkenntnisse liefern. Zum einen fanden die Wissenschaftler heraus, dass sich die Verarbeitung bereits in den primären Arealen gegenseitig beeinflussen kann, wenn die Signale aus der gleichen Richtung kommen. Wenn ein Auto auf uns zufährt, fängt das Gehirn also schon auf einer niedrigen Ebene an, diese Signale zu integrieren. Zweitens berichteten die Teilnehmer, dass sie bei der Lösung der Aufgaben die weit entfernten unwichtigen Signale ausblendeten. Dabei zeigte sich Aktivität in den übergeordneten Arealen im Scheitellappen. Das heißt, dass diese Areale die Signale nach ihrer Bedeutung zusammenfügen. Die Aufgabe beeinflusst also auch, wie das Gehirn die Umwelt darstellt. 

Diese Erkenntnisse können beispielsweise für das Design multisensorischer Displays in Fahrzeugen von Bedeutung sein. Auch in der Medizin könnten die Erkenntnisse Anwendung finden: „Bei psychischen Erkrankungen wie Autismus ist die Sinneswahrnehmung verändert. Die Betroffenen leiden oft unter Reizüberflutung. Die Untersuchung dieser Zusammenhänge kann uns helfen, diese Krankheit besser zu verstehen,“ sagt Tim Rohe. 

Originalpublikation:

Tim Rohe, Uta Noppeney; Distinct computational principles govern multisensory integration in primary sensory and association cortices; Current Biology, February 2016 

 

Ansprechpartner:

Dr. Uta Noppeney (Alumna)
E-Mail: uta.noppeney(at)tuebingen.mpg.de

 

Dr. Tim Rohe (Alumnus)
E-Mail: tim.rohe(at)tuebingen.mpg.de 

Marlen Brachthäuser / Christina Bornschein (Presse- & Öffentlichkeitsarbeit)
Tel.: 07071 601-777
E-Mail: presse-kyb@tuebingen.mpg.de

 

 


Gehirnaktivierung (C)Tim Rohe / Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen