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Foto: Grafik: Andreas Bartels, Elvira Fischer / Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Geänderte Fotos von shutterstock.com
 
Neurologie 13. April 2012

Bewegungssehen im Gehirn erforscht

Wissenschaftler entdecken neue Funktionen von Hirnarealen.

Bei der visuellen Verfolgung eines sich bewegenden Objekts nehmen wir die Welt als stabil wahr. Das nebenstehende Bild illustriert die Bewegungsunschärfe, wie sie auf der Netzhaut ankommt. Das eine Mal folgt der Beobachter dem fliegenden Objekt, das andere Mal hält er seine Augen starr auf den Hintergrund gerichtet.

Wenn wir eine Fliege beobachten, die im Raum hin und her fliegt, und ihr mit unseren Augen folgen, müssten wir den Eindruck haben, dass sich der dahinter liegende Raum bewegt und nicht die Fliege. Schließlich ist die Fliege immer fest im zentralen Blickwinkel. Wie aber vermittelt uns das Gehirn den Eindruck einer bewegten Fliege in einem unbewegten Raum? Tübinger Wissenschaftler vom Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN) und vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik haben mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie zwei Gehirnareale im Menschen identifiziert, die die Augenbewegungen mit der visuellen Bewegung auf der Netzhaut vergleichen, um bewegte Objekte korrekt wahrzunehmen.

In insgesamt sechs Experimen-ten maßen die Forscher in mehr als einem Dutzend verschiedener Kombinationen die jeweilige Gehirnaktivität in den verschiedenen Arealen. Dabei stellten sie fest, dass V3A und V6, welche Gehirnareale in der oberen Hälfte des Hinterkopfes darstellen, im Unterschied zu anderen visuellen Arealen eine erstaunlich hohe Fähigkeit haben, die Bewegungen des Auges mit den visuellen Signalen auf der Netzhaut zu vergleichen. Das Areal V3A verknüpft beide Bewegungen: Es reagiert auf Bewegungen in unserer Umgebung, egal ob wir das bewegte Objekt mit den Augen verfolgen oder nicht. Das Areal reagiert aber nicht auf visuelle Bewegungen auf der Netzhaut, wenn sie durch Augenbewegungen selbst hervorgerufen werden. Areal V6 hat ähnliche Eigenschaften, wird aber selbst dann aktiv, wenn wir uns vorwärts bewegen. Die Rechenarbeit des Gehirns ist in diesem Fall komplizierter: Die zweidimensionale Seitwärtsbewegung, die durch Augenbewegung verursacht wird, wird von der dreidimensional expandierenden Vorwärtsbewegung überlagert.

Ob wir uns selber bewegen oder sich etwas in unserer Umgebung bewegt, ist ein Problem, über das wir nur selten nachdenken, da unser Gehirn die visuellen Informationen unterbewusst ständig für uns umrechnet und korrigiert. Doch Patienten, die die Fähigkeit dieser Integration verloren haben, können nicht mehr erkennen, was sich letztendlich bewegt: die Umgebung oder sie sich selbst. Diese Patienten empfinden jedes Mal ein Schwindelgefühl, wenn sie ihre Augen bewegen. Studien wie diese bringen ein verbessertes Verständnis für diese Krankheiten näher.

Quelle: Fischer E. et al. (2012). Neuron, doi:10.1016/j.neuron.2012.01.022

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