Beliebte Beiträge

Tipp Der Redaktion - 2019

Synapsen im Gehirn spiegeln die Struktur der visuellen Welt wider

Anonim

Das Forscherteam von Prof. Sonja Hofer vom Biozentrum der Universität Basel hat herausgefunden, warum unser Gehirn Kanten und Konturen so gut wahrnehmen kann. Neuronen, die auf verschiedene Teile von länglichen Kanten reagieren, sind verbunden und tauschen somit Informationen aus. Dies kann es dem Gehirn erleichtern, Konturen von Objekten zu identifizieren. Die Ergebnisse der Studie sind jetzt in der Zeitschrift Nature veröffentlicht .

Werbung


Individuelle visuelle Reize werden nicht unabhängig von unserem Gehirn verarbeitet. Vielmehr tauschen Neuronen eingehende Informationen aus, um aus den unzähligen visuellen Details, die auf unsere Augen einwirken, ein kohärentes Wahrnehmungsbild zu bilden. Wie unsere visuelle Wahrnehmung aus diesen Interaktionen entsteht, ist noch unklar. Dies liegt zum Teil daran, dass wir noch relativ wenig über die Regeln wissen, die bestimmen, welche Neuronen im Gehirn miteinander verbunden sind und welche Informationen sie austauschen. Das Forschungsteam von Prof. Sonja Hofer am Biozentrum der Universität Basel untersucht neuronale Netzwerke im Gehirn. Sie hat nun im Mausmodell untersucht, welche Informationen einzelne Neuronen im visuellen Kortex von anderen Neuronen über das breitere Gesichtsfeld erhalten.

Neuronen erhalten Informationen von großen Teilen des Gesichtsfeldes

Der visuelle Kortex, der größte Teil des menschlichen Gehirns, ist verantwortlich für die Analyse von Informationen aus den Augen und ermöglicht es uns, die visuelle Welt wahrzunehmen. Verschiedene Neuronen in diesem Gehirnbereich reagieren auf Komponenten der visuellen Szene an bestimmten Positionen in unserem Gesichtsfeld. Sonja Hofer und ihr Team konnten zeigen, dass einzelne Neuronen auch aus dem verbleibenden Gesichtsfeld umfangreiche Zusatzinformationen erhalten. "Das ist nicht verwunderlich, denn wie wir einzelne visuelle Reize wahrnehmen, hängt stark von der umgebenden visuellen Umgebung ab", erklärt Hofer. Einzelne Teile eines Bildes werden beispielsweise zu Linien, Konturen und Objekten verschmolzen.

Kanten in unserer Umgebung spiegeln sich im Gehirn wider

Die neue Studie zeigt, dass Neuronen am ehesten verbunden sind, wenn sie auf Kanten reagieren, die auf einer gemeinsamen Achse liegen. "Unsere visuelle Umgebung enthält viele lange Linien und Konturen", erklärt Sonja Hofer. "Die Struktur der Welt um uns herum spiegelt sich daher im Muster der Synapsen im Gehirn wider." Hofer's Team glaubt, dass diese spezifische Konnektivität des Gehirns die Wahrnehmung verlängerter Linien und Kanten erleichtern könnte: Neuronen, die auf verschiedene Teile solcher Kanten reagieren, können miteinander interagieren und so die Reaktion verstärken, die zur Wahrnehmung dieser visuellen Merkmale beiträgt.

Unser Gehirn ist so gut darin, Konturen und Objekte in Bildern zu erkennen, dass es manchmal getäuscht wird, sie zu sehen, selbst wenn sie nicht existieren (wie die Kanten des blauen Dreiecks im Vordergrund der Figur). Solche optischen Täuschungen zeigen, wie gut unser Gehirn Linien und Objektkonturen erkennen kann ", sagt Hofer." Unsere Ergebnisse zeigen einen Mechanismus, der zu dieser Fähigkeit beitragen kann. "

Werbung



Geschichte Quelle:

Materialien der Universität Basel . Hinweis: Der Inhalt kann für Stil und Länge bearbeitet werden.


Zeitschriftenreferenz :

  1. M. Florencia Iacaruso, Ioana T. Gasler, Sonja B. Hofer. Synaptische Organisation des visuellen Raums im primären visuellen Kortex . Natur, 2017; DOI: 10.1038 / nature23019