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Neurologie: Alles auf einen Blick?

Treffpunkt um halb drei vor dem Fußballstadion. Die Augen des jungen Mannes scannen die vor dem Stadiontor wogende Menge nach dem gesuchten Freund ab - da vorne ist er ja! Wie konnte er ihn in dieser Masse nur so schnell finden?
Parallele und serielle Suche
Mit Suchen vergeht das halbe Leben. Egal, ob wir im Laub halb versteckte Beeren pflücken, unsere Lieblingsfrucht aus dem Obstsalat herauspicken wollen, oder ob es darum geht, den verlorenen Sohn im Gewühl des Bahnsteigs aufzutreiben, immer wieder gilt es, Dinge zu finden oder Ähnliches inmitten von Ähnlichem zu aufzuspüren. Nur – wie gelingt das überhaupt? Checken wir schön der Reihe nach ein Objekt nach dem anderen ab, bis wir das Gesuchte gefunden haben? Oder haben wir den Blick für's Ganze und erfassen auf ein Mal mehrere Objekte und analysieren diese gleichzeitig nach Form oder Farbe?

Bei jeder Suche muss man zunächst einmal die Dinge betrachten. Fixieren wir einen Gegenstand, wird er im Zentrum der Netzhaut abgebildet. Dicht an dicht drängen sich hier die Sehzellen für das Farbensehen, die Zapfen, von denen es drei Typen gibt: Einen für rotes Licht, einen für blaues und einen, der auf grünes Licht spezialisiert ist. Diese Fotozellen leiten dann das Bild des beobachteten Gegenstandes weiter an verschiedene Sehzentren im Gehirn – erst dadurch wird es bewusst wahrgenommen.

Einen der an der Objekterkennung beteiligten Hirnbereiche, das Areal V4, nahmen nun Narcisse Bichot vom Labor für Neuropsychologie der National Institutes of Health in Bethesda und ihre Kollegen bei Affen genauer unter die Lupe. Sie wollten herausfinden, ob das Gehirn bei der Suche nach bestimmten Objekten das parallele Vorgehen bevorzugt und mehrere Dinge auf einmal erfasst, oder ob es eher seriell arbeitet und die Gegenstände einen nach dem anderen überprüft.

Parallele und serielle Suche | Anhand dieses Bildes können Sie die parallele und serielle Suche nachvollziehen.
Suchen Sie die blaue Raute.
Sie werden bemerken, dass alle blauen Objekte in den Vordergrund drängen.
Suchen Sie nun das gelbe Quadrat.
Nun weichen die blauen Objekt in den Hintergrund zurück, während die gelben in den Vordergrund drängen.
Suchen Sie nun nach dem Plus-Zeichen mit vertikalen roten und horizontalen grünen Elementen.
Nun drängen zwar alle Pluszeichen in den Vordergrund, bis das gesuchte Zeichen gefunden ist, ist aber eine genauere Prüfung der einzelnen Zeichen notwendig. (Falls Ihnen das Pluszeichen zufällig sofort ins Auge sprang, suchen Sie nach dem zweiten!). Die Suche nach dem Pluszeichen verbindet die parallele Suche (Suche nach Pluszeichen) mit der seriellen (einzelnes Durchgehen nach einer roten Senkrechten).
Die Wissenschaftler setzten dazu die Affen vor einen Bildschirm und trainierten sie darauf, in einem aus unterschiedlichen Figuren zusammengesetzten Gewimmel die Zeichen einer bestimmten Farbe oder Form aufzuspüren. Zunächst wurde den Primaten das zu suchende Objekt kurz gezeigt, anschließend erschien das Suchbild, auf dem die Tiere die gesuchte Figur fixieren sollten.

Aufschluss über die Suchstrategie erhielten die Forscher, indem sie die Nerven von V4 anzapften. Diese erhalten Informationen aus dem rezeptiven Feld, einer spezifischen Region im Zentrum der Netzhaut. Da dort die Farbrezeptoren sitzen, sind die Nerven auch besonders sensibel für eine bestimmte Farbe.

Sollte das Testtier nun beispielsweise nach einem roten Objekt suchen, so reagierten die für rot sensiblen Nerven besonders stark; zusätzlich synchronisierten sie ihre Aktivität – und das schon, bevor das Tier das gesuchte Zeichen tatsächlich gefunden hatte und fixierte. Ebenso reagierten die Nerven stärker, deren bevorzugte Form im rezeptiven Feld des Affen auftauchte. Die Neuronen wurden also – entsprechend den Modellen für eine parallele Suche – auf Grund ihrer Präferenz für einen bestimmten Reiz besonders stark erregt. So aktivieren diese möglicherweise nachgeschaltete Neuronen besser.

Die Primaten suchten aber keineswegs nur rein parallel, sondern setzten auch eine serielle Komponente ein: Sie richteten ihr Augenmerk nacheinander auf einzelne Symbole. Auch dabei reagierten die angezapften Nerven, kurz bevor der Affe sein Auge auf das gesuchte rote Zeichen richtete, deutlich stärker, als wenn er seinen Blick auf ein weiteres Zeichen anderer Farbe lenkte. Im Areal V4 ergänzen sich demnach das serielle und parallele Vorgehen bei der Suche nach bestimmten Objekten und helfen dabei, just die leckeren Bananenstückchen im Wirrwarr des Obstsalats zu finden.

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