Wissenschaftler haben die Gehirnregion identifiziert, die für „illusorische Konturen“ verantwortlich ist - wenn Sie imaginäre Formen und Oberflächen vor einem fragmentierten Hintergrund wahrnehmen.
"Im Grunde handelt das Gehirn wie ein Detektiv", sagt Alexander Maier. „Es reagiert auf Hinweise in der Umgebung und gibt die besten Vermutungen darüber ab, wie sie zusammenpassen. Bei diesen Illusionen kommt es jedoch zu einer falschen Schlussfolgerung. “(Bildnachweis: Fibonacci via Wikimedia Commons)
"Es halluziniert, ohne Drogen zu nehmen", sagt Teamleiter Alexander Maier, Assistenzprofessor für Psychologie an der Vanderbilt University.
Das Logo der Olympischen Spiele 1984 in Los Angeles enthält beispielsweise rote, weiße und blaue Sterne, aber der weiße Stern ist nicht wirklich vorhanden: Es ist eine Illusion. Ebenso ist das "S" im USA Network-Logo völlig illusorisch.
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In der Online-Vorabausgabe der Proceedings der National Academy of Sciences vom 30. September berichtete das Team von Maier, dass sie in einer Region des visuellen Kortex namens V4 Gruppen von Neuronen entdeckt haben, die feuern, wenn ein Individuum ein Muster betrachtet, das eine solche Illusion hervorruft und bleiben Sie ruhig, wenn Sie ein fast identisches Muster betrachten, das dies nicht tut.
Studien haben gezeigt, dass eine Vielzahl von Arten, darunter Affen, Katzen, Eulen, Goldfische und sogar Honigbienen, diese illusorischen Konturen wahrnehmen. Dies hat Wissenschaftler dazu veranlasst, vorzuschlagen, dass sie das Nebenprodukt von Methoden sind, die das Gehirn entwickelt hat, um Raubtiere oder Beute zu entdecken, die sich in den Büschen verstecken - eine Fähigkeit mit beträchtlichem Überlebenswert.
Obwohl Wissenschaftler vor mehr als einem Jahrhundert illusorische Konturen entdeckt haben, haben sie erst in den letzten 30 Jahren damit begonnen, sie zu untersuchen, weil sie die internen Mechanismen aufdecken, die das Gehirn zur Interpretation sensorischer Eingaben verwendet.
Bei Säugetieren werden visuelle Reize im hinteren Teil des Gehirns in einem Bereich verarbeitet, der als visueller Kortex bezeichnet wird. Bemühungen, dieses Gebiet abzubilden, haben ergeben, dass es sich aus fünf verschiedenen Regionen im hinteren Bereich des Gehirns zusammensetzt (bezeichnet mit V1 bis V5).
Der primäre visuelle Kortex, V1, nimmt die vom Auge kommenden Reize auf und sortiert sie nach einer Vielzahl grundlegender Eigenschaften, einschließlich Orientierung, Farbe und räumlicher Variation. Es teilt die Informationen auch in zwei Pfade auf, die als dorsale und ventrale Ströme bezeichnet werden.
Ab V1 werden beide Streams in den zweiten Hauptbereich des visuellen Kortex geleitet. V2 führt viele der gleichen Funktionen wie V1 aus, fügt jedoch eine komplexere Verarbeitung hinzu, z. B. das Erkennen der Unterschiede in den Signalen, die von den beiden Augen kommen, die das binokulare Sehen erzeugen.
Von V2 aus geht ein Pfad, der manchmal als "Where Pathway" bezeichnet wird, zu V5 und wird mit der Objektposition und der Bewegungserkennung verknüpft. Der andere Pfad, der manchmal als "Welcher Pfad" bezeichnet wird, wechselt zu V4 und ist mit der Objektdarstellung und der Formularerkennung verbunden.
„Studien haben gezeigt, dass V4 sowohl an der Objekterkennung als auch an der visuellen Aufmerksamkeit beteiligt ist. Daher dachten wir, dass dies auch mit illusorischen Konturen zu tun haben könnte“, sagt der Erstautor und Doktorand Michele Cox.
Zunächst suchten die Forscher nach den Neuronen in V4, die mit verschiedenen Stellen in der Netzhaut von Makaken verbunden waren. Sobald diese Karten fertig waren, belohnten sie die Affen dafür, auf einen Bildschirm gestarrt zu haben, der ein Beispiel für eine illusorische Kontur namens Kanizsa-Quadrat enthielt.
Mit freundlicher Genehmigung von D. Alan Stubbs, U. Maine
Es besteht aus vier "Pac-Man" -Figuren, deren "Münder" so ausgerichtet sind, dass sie die Ecken eines Quadrats bilden. Wenn schwarze Pac-Men auf einen weißen Hintergrund gestellt werden, erzeugt das Gehirn ein helles weißes Quadrat, das sie verbindet.
Während die Affen auf das Kanizsa-Quadrat schauten, stellten die Forscher fest, dass die Neuronen, die das Gebiet in der Mitte des Pac-Men darstellten, das Gebiet, das vom illusorischen Quadrat bedeckt war, zu feuern begannen. Als die Affen jedoch dieselben vier Pac-Men mit dem Mund nach außen sahen - eine Orientierung, die keine Illusion hervorruft - blieben diese zentralen Neuronen stumm.
"Im Grunde handelt das Gehirn wie ein Detektiv", sagt Maier. „Es reagiert auf Hinweise in der Umgebung und gibt die besten Vermutungen darüber ab, wie sie zusammenpassen. Bei diesen Illusionen kommt es jedoch zu einer falschen Schlussfolgerung. “
Forscher des National Institute of Mental Health, des Max - Planck - Instituts in Frankfurt und der University of California in San Diego haben ebenfalls zu der Studie beigetragen, die das Intramural - Programm der National Institutes of Health, des National Eye Institute, der National Science Foundation, des Whitehall Foundation und die Alfred P. Sloan Foundation finanziert.
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