Vorauseilender Blickfang - Warum die visuelle Aufmerksamkeit auf dem Sprung sein muss

27. Dezember 2010

Die Fovea centralis ist die Stelle des schärfsten Sehens auf der Netzhaut des Auges. Objekte im Blickfeld müssen hier immer wieder neu erfasst werden, um scharf abgebildet zu werden. Das ist nur dank schneller Augenbewegungen möglich, sogenannter Sakkaden. Ein Forscherteam mit den LMU-Psychologen Donatas Jonikaitis und Professor Heiner Deubel sowie Dr. Martin Rolfs und Professor Patrick Cavanagh von der Université Paris Descartes konnte nun zeigen, warum der Seheindruck trotz der häufigen Augenbewegungen stabil erscheint: Die visuelle Aufmerksamkeit bewegt sich bereits vor der Sakkade an den Ort im Blickfeld, an dem ein beachtetes Objekt nach der Sakkade erscheinen wird und lässt damit relevante Objekte ‘im Blick’ behalten. (Nature Neuroscience online 26. Dezember 2010)

Bei jeder Sakkade, also drei- bis viermal pro Sekunde, ändert sich das Abbild der Umwelt auf der Netzhaut des Auges dramatisch und gleitet kurzzeitig mit hoher Geschwindigkeit über den Augenhintergrund. Das menschliche Gehirn ist aber offenkundig in der Lage, Wahrnehmungseindrücke vor und nach einer Sakkade so miteinander zu verbinden, dass ein räumliches und zeitliches Kontinuum entsteht. In diesem Zusammenhang ist bereits bekannt, dass einige Areale der Großhirnrinde, etwa die sogenannte ‘lateral intraparietal area’ (LIP), Neurone enthalten, die bereits vor einer Sakkade von Reizen aktiviert werden, obwohl diese eigentlich erst nach der Blickbewegung relevant werden sollten.

Das Forscherteam ging nun der Vermutung nach, dass nicht nur die Neurone vor einer Sakkade aktiviert werden, sondern dass sich auch die visuelle Aufmerksamkeit entsprechend dorthin verschiebt, wo sich relevante Objekte nach Vollendung der Sakkade befinden werden. Weil die visuelle Aufmerksamkeit nicht mit einem fokussierten Blick einhergehen muss, kann ein bestimmtes Areal fixiert werden, während sich die visuelle Aufmerksamkeit bereits auf einen anderen Bereich im peripheren Sichtfeld richtet.

Tatsächlich konnten die Forscher zeigen, dass sich die visuelle Wahrnehmung schon vor der Augenbewegung in denjenigen Bereichen des Gesichtsfelds messbar verbessert, in denen das zu beachtende Objekt nach der Sakkade erscheinen wird. Zudem ergaben die Sehtests an Probanden, dass die vorsorgliche Verschiebung der Aufmerksamkeit Voraussetzung dafür ist, dass auch die nächste Sakkade schnell ausgeführt werden kann. ‘Wir haben diese besondere Art der antizipatorischen Verschiebung der visuellen Aufmerksamkeit erstmals beschrieben’, sagt Deubel. ’Möglicherweise erlaubt uns dieser sparsame und doch effektive Mechanismus, relevante Teile unserer Welt trotz häufiger Blickbewegungen ‘im Auge’ zu behalten.’

Die Befunde eröffnen eine neuartige Sicht auf die Funktion antizipatorischer Aktivität cortikaler Neurone beim Sehvorgang. Die Relevanz der Ergebnisse reicht aber über die Grundlagenforschung hinaus: Sie könnten unter anderem genutzt werden, um visuelle Probleme von Schlaganfallpatienten besser zu verstehen oder um etwa die Sensomotorik von Robotern zu verbessern. Der LMU-Psychologe Donatas Jonikaitis - ein Absolvent des im Rahmen des Elitenetzwerks Bayern (ENB) geförderten internationalen Masterstudienganges ‘Neuro-cognitive Psychology’ an der LMU - war an diesem Projekt maßgeblich beteiligt und wird nun federführend bei einer Nachfolgestudie sein. Dabei soll unter anderem geklärt werden, ob eine prädiktive Aufmerksamkeitsverschiebung auch bei kombinierten Auge-Handbewegungen beobachtet werden kann.

 

Donatas Jonikaitis
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