13.11.2013

Gelbe Banane in Schwarz-Weiß

Wie das Gehirn fehlende Farbinformationen ergänzt

Die Erfahrung zählt für das Gehirn manchmal mehr als die Wirklichkeit: Wer zum Beispiel das Bild einer Banane betrachtet, dem liefert es sofort die Information "Gelb" – selbst wenn es sich um ein Schwarz-Weiß-Bild handelt. Das entsprechende Nervensignal stammt dabei aus einem Hirnareal, von dem Forscher bisher annahmen, dass es nur für die simple Erfassung von Sehinformationen zuständig ist und nicht für deren Interpretation. Wissenschaftler der Universität Tübingen sind diesem Phänomen nun in Experimenten mit Freiwilligen auf die Spur gekommen.

Beim Schwarz-Weiß-Bild einer Banane kann das Gehirn die gelbe Farbe mühelos ergänzen. Foto: Justus Blümer, CC-Lizenz
Banane. Foto:  Justus Blümer, CC-Lizenz

Die Forscher nutzen für ihre Studie die sogenannte funktionelle Magnetresonanztomographie, mit der sie dem Gehirn sozusagen bei der Arbeit zuschauen können: Während der Proband ein Bild betrachtet, macht das Gerät genau jene Hirnregionen sichtbar, die dabei aktiv werden. Zu sehen bekamen die Versuchsteilnehmer Schwarz-Weiß-Fotos unter anderem von Bananen, Brokkoli, Erdbeeren, Salat, Verkehrsschildern, Coladosen, Tennisbällen und einer Dose Niveacreme.

Die Probanden selbst wussten nicht, worum es in dem Experiment in Wirklichkeit ging. Um ihre Aufmerksamkeit von den Objekten und ihren Farben abzulenken, hatten sie die Aufgabe, die Bewegungsrichtung der langsam rotierenden Objekte zu bestimmen. Nach den Schwarz-Weiß-Bildern zeigten die Forscher den Teilnehmern farbige Muster mit gelben, roten, grünen oder blauen Ringen. So konnten die Wissenschaftler messen, welche Hirnregionen diese tatsächlichen Farben aktivierten.

Die Schwarz-Weiß-Objekte lösten im Gehirn die gleichen Aktivierungsmuster aus wie die entsprechenden Farben, ergab die Auswertung. So ließ sich aus der Hirnaktivität herauslesen, welche Farben die Objekte auf den Schwarz-Weiß-Bildern hatten. "Besonders interessant war, dass die Farben der Objekte nur in der primären Sehrinde nachweisbar waren", erklärt der Neurowissenschaftler Michael Bannert, einer der beteiligten Forscher. Die primäre Sehrinde ist ein Hirnareal der frühen Reizverarbeitung – bisher nahmen Forscher an, dass es lediglich die physikalischen Eigenschaften der Umgebung im Blickfeld wahrheitsgetreu widerspiegelt.

"Dieses Ergebnis zeigt, dass unser Vorwissen über die Farben von Objekten auf die früheste Ebene unseres Sehsinns projiziert wird", erklärt Bannerts Kollege Andreas Bartels. Dieser Mechanismus erleichtere es dem visuellen System des Menschen, Objekte auch in widrigen Sichtverhältnissen zu erkennen, beispielsweise bei Nebel oder bei extremem Gegenlicht. (ud)