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Das Rätsel der Wahrnehmung

Bund spendiert Bernstein-Zentrum acht Millionen Euro

Welches Vorwissen ist nötig, um die Welt, die man sieht, zu verstehen? Wie wirkt sich das Vorwissen auf die Sinneswahrnehmung aus? Und: Wie wird es im Gehirn gespeichert und wieder abgerufen? Mit Fragen wie diesen beschäftigen sich die Mitarbeiter im neu gegründeten Bernstein-Zentrum.

07.08.2010
  • Ute Kaiser

Tübingen. Der Physiker und Sehforscher Prof. Matthias Bethge hat in jüngster Zeit „mehrfach Grund zur Freude“, wie er sagt. Erst wurde er erneut Vater. Dann kam der Geldregen aus Berlin für das Zentrum, dessen Koordinator er ist. 46 Forscher/innen beschäftigen sich dort mit Fragen des Sehens und Erkennens. Das Team um den 37-jährigen Wissenschaftler am Institut für Theoretische Physik der Uni Tübingen und am Max-Planck-Institut (MPI) für biologische Kybernetik will wissen, wie die Vorgänge im Gehirn ablaufen. Dem Bundesministerium für Bildung und Forschung ist dieses Erkenntnisinteresse die stattliche Summe wert.

Das Beispiel, das die Uni und das MPI in ihrer Pressemitteilung aufführen, erscheint simpel. Unter der Zeitung lugt nur ein graues abgerundetes Stück Plastik hervor. Dennoch wissen Suchende, wenn sie das Teil sehen, dass sie endlich ihr Handy gefunden haben. Das Gehirn, so heißt es in der Mitteilung, „verrechnet die von den Augen gelieferte Sinnesinformation mit Erfahrungswerten und kann so die fehlende Information problemlos ergänzen“. In einem „komplexen Verarbeitungsprozess“ vergleiche es sein Vorwissen über die physikalische Beschaffenheit der Welt mit den aufgenommenen Sinnesinformationen. „Perzeptuelle Inferenz“ heißt in der neurowissenschaftlichen Fachsprache die Fähigkeit des Gehirns, die wahrgenommenen Signale und das Vorwissen zu einer schlüssigen Wahrnehmung der Umwelt zu kombinieren.

Die Arbeit der Wissenschaftler vom MPI-Institut für biologische Kybernetik und der Uni Tübingen – darunter das Werner-Reichardt-Centrum für Integrative Neurowissenschaften, das Uniklinikum und das Hertie-Institut für klinische Hirnforschung – ist so vielschichtig wie ihre Fragestellung. Sie untersuchen, „wie das komplexe Zusammenspiel vieler Zellen im Gehirn diese Leistung hervorbringen und Unsicherheiten aus den visuellen Eingangssignalen herausrechnen kann“.

Das Gehirn vollbringt dabei wahre Meisterleistungen. Die Tatsache, dass es „solche Probleme scheinbar mühelos löst, ist umso bemerkenswerter, als dass es bis heute keine Computeralgorithmen gibt, die auch nur annähernd an diese Leistung herankämen“, so Bethge. Der Hirnforscher hat 2006 den renommierten Bernstein-Preis bekommen.

Dem Team im neuen Zentrum geht es hauptsächlich um die visuelle Wahrnehmung. Es will aber auch das Rätsel, wie unterschiedliche Sinnessysteme zusammenarbeiten, lösen. Dazu nutzen die Forscher „neuartige experimentelle Techniken, mit denen sie die Aktivität von großen Gruppen von Nervenzellen gleichzeitig und sehr genau messen können“. Wenn sie die Arbeit des Gehirns verstehen, können daraus einmal klinische und technologische Anwendungen entstehen – etwa beim maschinellen Sehen oder der Entwicklung und Verbesserung neuronaler Sinnesprothesen.

Das drei Monate junge Tübinger Zentrum ist Teil des bundesweiten Bernstein-Netzwerks „Computational Neuroscience“, das 2004 gegründet wurde. An 20 Standorten arbeiten jetzt rund 200 Arbeitsgruppen.

Bund spendiert Bernstein-Zentrum acht Millionen Euro
Prof. Matthias Bethge, Koordinator des Tübinger Bernstein-Zentrums für Computational Neuroscience (theoretische Neurowissenschaften), kann zu den Stichworten auf der Glaswand jetzt auch die Zahl acht Millionen hinzufügen. Mit diesem Betrag unterstützt das Bundesforschungsministerium die Arbeit. Bild: Max-Planck-Institut

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07.08.2010, 12:00 Uhr
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