Nervenzellen rechnen mit Hilfe von Erwartungen

T4-Zellen im Fliegenhirn werden vor allem dann aktiv, wenn die Augen eine sich l
T4-Zellen im Fliegenhirn werden vor allem dann aktiv, wenn die Augen eine sich langsam bewegende helle Kante wahrnehmen. [weniger]
Das Fliegenhirn berücksichtigt typische Umgebungseigenschaften bei der Berechnung von Bewegungen. Unsere visuelle Umwelt ist unglaublich komplex. Schon auf kleinstem Raum finden sich unzählige Farben, Strukturen und Kontraste. Trotzdem sind wir in der Lage, Objekte und Bewegungen zielsicher zu erkennen. Doch selbst das Fruchtfliegenhirn, das nur einen Bruchteil unserer Nervenzellen besitzt, schafft diese Unterscheidungen. Forscher am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried haben nun Hinweise darauf gefunden, dass sich der visuelle Bewegungssinn der Fruchtfliege im Laufe von Jahrmillionen optimal an die Eigenschaften der Umwelt angepasst hat. Das ungleiche Verhältnis zwischen hellen und dunklen Bereichen in der Natur spiegelt sich in einer ähnlich asymmetrischen Verarbeitung im Fliegenhirn wider. Ohne dass wir uns dessen bewusst sind, löst unser Sehsystem in jeder Sekunde ungemein schwierige Aufgaben. Um beispielsweise nach einem Stift zu greifen, muss dessen Form und Textur rasch und präzise von dutzenden anderen, zum Teil sehr ähnlichen Objekten in der Umgebung unterschieden werden. Das funktioniert unter verschiedensten Lichtbedingungen und auch vor fast beliebigen Hintergründen. Um die Verarbeitung zu erleichtern, bezieht das Sehsystem Erwartungen an typische Eigenschaften der Umgebung in seine Berechnungen mit ein. Wie diese Erwartungen in die Nervenzellberechnung einfließen, untersucht Alexander Borst und sein Team am Max-Planck-Institut für Neurobiologie an der Fruchtfliege Drosophila. Kurskorrektur in virtueller Umgebung
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