Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Schauen ist nicht gleich Sehen
Frühjahr 2020.
Die ganze Welt ist von der Corona-Pandemie betroffen.
Auch die Tübinger Wissenschaftlerin Li Zhaoping, Leiterin der Abteilung
für Sensorik und Sensomotorik am Max-Planck-Institut für biologische
Kybernetik und Professorin an der Universität Tübingen, hat mit den
Auswirkungen von Lock Down- und Social Distancing-Maßnahmen zu kämpfen.
Entgegen aller Hindernisse und Schwierigkeiten gelingt es ihr jedoch,
Positives aus der Corona-Krise zu ziehen.
„Die Pandemie hatte auch ihre
Vorteile“, sagt sie.
„Zum ersten Mal seit langer Zeit konnte ich mich
ungestört einem bestimmten Thema widmen.“
Prof. Dr. Zhaoping Li Berthold Steinhilber Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik
Das Ergebnis dieser fokussierten Arbeit: eine gerade veröffentlichte
wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel „The Flip Tilt Illusion“. Darin
beschreibt Zhaoping, wie wir im
peripheren Blick unser Gehirn so
täuschen können, dass uns ein senkrechter Balken fälschlicherweise
waagrecht erscheint. In ihrem Paper stellt die Forscherin den
senkrechten Balken durch ein Paar von übereinander liegenden Punkten
dar.
Um unser Gehirn täuschen zu können, müssen wir wissen, welche
rechnerischen oder algorithmischen Abkürzungen unser Gehirn nimmt, um
die Welt visuell wahrzunehmen.
In diesem Versuchsaufbau lässt sich das
Gehirn allerdings nur hinters Licht führen,
wenn die beiden Punkte
verschiedene Farben vorweisen, schwarz und weiß.
Sind sie jedoch
gleichfarbig, funktioniert die Illusion nicht – ebenso wenig, wenn die
Punkte nicht im
peripheren, sondern im zentralen Sichtfeld wahrgenommen
werden.
Pikant:
Künstliche neuronale Netze, denen gemeinhin
„übermenschliche“ Fähigkeiten im Bereich der visuellen Objekterkennung
attestiert werden, sind nach Aussage der Forscherin ähnlich anfällig für
diese Täuschungen.
Algorithmische Abkürzungen im Gehirn
Im Gegensatz zu den meisten Illusionen "stolperte" die Wissenschaftlerin
nicht zufällig über dieses Phänomen, sondern sagte es gewissermaßen
voraus, und zwar auf Basis einer Idee, deren theoretisches Fundament sie
wiederum durch ihre vor rund 20 Jahren begonnene Forschung legte.
Damals wurde die von ihr formulierte
V1-Salienzhypothese (V1SH) in der
neurowissenschaftlichen Community heftig debattiert, stellte sie doch
einen Bruch zu früheren Ansichten dar, wie das Gehirn seine
Aufmerksamkeit von einem Ort zum anderen verlagert.
V1SH besagt, dass V1, auch als primärer visueller Kortex bezeichnet,
die
unbewusste oder reflexive Änderung unseres Blickfeldes steuert.
Dies
war einigermaßen überraschend, da V1 im hinteren Teil des Gehirns
lokalisiert ist, während das
Frontalhirn gemeinhin als der „klügste“
Gehirnabschnitt angesehen wird. Das Frontalhirn wäre demnach
prädestiniert dafür, die schwierige Aufgabe der Aufmerksamkeitssteuerung
zu übernehmen, welche wiederum beeinflusst, wie wir die Welt
wahrnehmen.
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Was ist Schauen, was Sehen?
Um diese Theorien und Hypothesen verstehen zu können, müssen zunächst
grundlegende Begriffe des visuellen Systems definiert werden, etwa
„
Schauen“ und „Sehen“. Während beide Begriffe umgangssprachlich oft
beliebig vertauscht werden, sind sie aus wissenschaftlicher Sicht klar
voneinander abgegrenzt.
„Das Sehvermögen besteht sowohl aus Schauen als
auch aus Sehen.
Dabei handelt es sich um zwei verschiedene Vorgänge, die
niemals gleichzeitig auftreten können“, sagt Zhaoping.
„Eine Blinde
Person etwa kann zwar schauen, aber nicht sehen.“
Schauen ist stets mit Aufmerksamkeit verbunden.
Es erfordert in der
Regel eine Kopfbewegung und beschreibt die Richtung, in die der Blick
eines Menschen gerichtet ist. Schauen bedeutet, diejenige Stelle im
peripheren Gesichtsfeld auszuwählen, zu der die Augen bewegt werden
sollen. Dadurch wird die Stelle im zentralen Gesichtsfeld erfasst – und
wird „gesehen“. Sehen kommt also stets nach dem Schauen, und ohne
Schauen ist umgekehrt kein Sehen möglich.
Zhaoping veranschaulicht diesen Zusammenhang an einem Beispiel:
„Das
zentrale Sehen ist wie durch ein Fernrohr zu blicken. Man kann
versehentlich einen Vogel entdecken, der sich in den Bäumen versteckt.
Aber ohne peripheres Sehen kann man nicht wissen, wohin man das Rohr als
nächstes richten muss, um einen zweiten Vogel zu finden“, sagt die
Forscherin.
- Menschen mit einem Glaukom – umgangssprachlich als grüner
Star bezeichnet – verlieren oft ihr peripheres Sehvermögen, während eine
Makuladegeneration häufig mit dem Verlust des zentralen Sehfeldes
einhergeht.
Li Zhaoping leitet die Abteilung für Sensorische und Sensomotorische
Systeme am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik seit Oktober
2018. Ihrem Team gehören momentan fünf Forscherinnen und Forscher an. In
Kürze sollen zwei weitere dazustoßen. Die Rekrutierung neuer
Mitarbeitender sei in Zeiten von Corona nicht so einfach, räumt die
Wissenschaftlerin ein. Sie plant den Aufbau eines interdisziplinär
arbeitenden Teams, das ein Problem stets aus den verschiedensten
Blickwinkeln betrachten kann. Um das visuelle System zu untersuchen und
Theorien zu überprüfen, setzt Zhaopings Abteilung auf mathematische und
rechnergestützte Methoden oder führt psychologische und
neurowissenschaftliche Experimente an Nagetieren, Fischen oder
freiwilligen Probandinnen und Probanden durch.
Neben ihrer leitenden Position am Max-Planck-Institut ist sie als
Professorin an der Universität Tübingen tätig. „Es ist schön, endlich
mein Wissen und auch meine Begeisterung für die Wissenschaft an andere
Forscherinnen und Forscher weitergeben zu können", sagt Zhaoping. Ihre
Kurse sind dabei bewusst nur auf eine begrenzte Anzahl an Studierenden
ausgelegt, was tiefere Diskussionen und intensive Debatten ermöglicht.
„Meine Studenten sagen mir, sie bevorzugen diese Art von Unterricht.“
Von Shanghai, New York und London nach Tübingen
Bevor sie vor etwa eineinhalb Jahren nach Tübingen kam, lebte Zhaoping
in Metropolen wie Shanghai, New York oder zuletzt London. Diese
Umstellung war zunächst herausfordernd, sagt sie. „Während ich in London
nur über die Straße gehen musste, um ein gutes chinesisches Restaurant
zu finden, war es in Tübingen ungleich schwerer.“ Doch nach einer Weile
lernte sie die Vorzüge zu schätzen, die eine kleinere Stadt mit sich
bringt: „Tübingen ist eine sehr grüne Stadt. Man ist schnell in der
Natur.“ Der eher ländliche Charakter lässt sie zudem, sagt sie,
nostalgisch an ihre Kindheit zurückdenken. Von der verbrachte sie zwei
Vorschuljahre in China auf dem Land.
Seit Kurzem beschäftigen sich Zhaoping und ihr Team zusätzlich mit dem
visuellen System von Fischen – was manchen überraschen dürfte. „Beim
Thema Sehen und Aufmerksamkeit kommen wohl den wenigsten als erstes
Fische in den Sinn.
Tatsächlich aber ist die oftmals zufällig anmutende
Bewegung von Fischen Ausdruck eines aufmerksamkeitsgesteuerten
Verhaltens", erklärt Zhaoping.
Und aufgrund dieser Tatsache ließen sich
Erkenntnisse, die aus dem
menschlichen Sehen gelernt wurden, durchaus
auf
das Sehverständnis von Fischen übertragen – und womöglich auch
umgekehrt.
Ein weiteres Projekt, an dem die Forscherin seit geraumer Zeit arbeitet,
hat dagegen nichts mit Wissenschaft zu tun. Stattdessen betrifft es die
Verbesserung ihrer Deutschkenntnisse – das diesem Beitrag
zugrundeliegende Interview wurde auf Englisch durchgeführt. Li Zhaoping
macht keinen Hehl daraus, dass sie mit ihrem derzeitigen Niveau nicht
zufrieden ist. „Ich bin ein bisschen enttäuscht von mir selbst. Ich
dachte, ich könnte in ein paar Monaten Deutsch lernen". Sie bleibt aber
weiterhin optimistisch, denn in letzter Zeit habe sie erstmalig ein
Gefühl für den Rhythmus der deutschen Sprache entwickelt. „Das nächste
Interview“, sagt sie, „kann ich vielleicht schon auf Deutsch geben!“
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Prof. Dr. Zhaoping Li
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e-Mail: li.zhaoping@tuebingen.mpg.de
Tobias Herrmann
Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik
Max-Planck-Ring 8
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stephanie.bertenbreiter@tuebingen.mpg.de
Originalpublikation:
Zhaoping, L. (in press). The
flip tilt illusion: visible in peripheral vision as predictedby the
Central-Peripheral Dichotomy (CPD). i-Perception.
Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte
http://www.kyb.tuebingen.mpg.de/462279/looking-does-not-mean-seeing?c=52210
