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Wie unsere Augen alles verkehrt sehen

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von Katie Oliver


Die Überzeugungen über die Funktionsweise der visuellen Wahrnehmung haben im Laufe der Geschichte einige ziemlich radikale Veränderungen erfahren. Im antiken Griechenland dachte man zum Beispiel, dass Lichtstrahlen von unseren Augen ausgehen und die Gegenstände, die wir betrachten, beleuchten. Diese 'Emissionstheorie' ['a href='https://web.archive.org/web/20111008073354/http://conference.nie.edu.sg/paper/Converted%20Pdf/ab00368.pdf' target=' _blank'>PDF] der Vision wurde von den meisten großen Denkern des Zeitalters unterstützt, darunter Platon, Euklid und Ptolemäus. Es gewann so viel Glaubwürdigkeit, dass es das westliche Denken für die nächsten tausend Jahre dominierte. Jetzt wissen wir es natürlich besser. (Oder zumindest einige von uns tun es: Es gibt Beweise dafür, dass ein besorgniserregend großer Teil der amerikanischen College-Studenten denkt, dass wir tatsächlich Lichtstrahlen aus unseren Augen schießen, möglicherweise als Nebeneffekt des zu vielen LesensÜbermenschComics.)

Das Sehmodell, wie wir es heute kennen, tauchte erstmals im 16. Jahrhundert auf, als Felix Platter vorschlug, dass das Auge als Optik und die Netzhaut als Rezeptor fungieren. Licht von einer externen Quelle dringt durch die Hornhaut ein und wird von der Linse gebrochen und erzeugt ein Bild auf der Netzhaut – der lichtempfindlichen Membran im hinteren Teil des Auges. Die Netzhaut erkennt Lichtphotonen und antwortet, indem sie Nervenimpulse entlang des Sehnervs zum Gehirn abfeuert.

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Dieses Setup hat eine unwahrscheinlich klingende Eigenart, nämlich dass unsere Augen mechanisch gesehen alles verkehrt herum sehen. Das liegt daran, dass der Brechungsprozess durch eine konvexe Linse dazu führt, dass das Bild gespiegelt wird. Wenn das Bild also auf Ihre Netzhaut trifft, wird es vollständig invertiert. Réné Descartes bewies dies im 17. Jahrhundert, indem er in den herausgeschnittenen Augapfel eines Stiers einen Schirm anstelle der Netzhaut einsetzte. Das Bild, das auf dem Bildschirm erschien, war eine kleinere, invertierte Kopie der Szene vor dem Volltreffer.

Warum steht die Welt für uns nicht auf dem Kopf? Die Antwort liegt in der Fähigkeit des Gehirns, die empfangenen sensorischen Informationen anzupassen und mit dem, was es bereits kennt, in Einklang zu bringen. Im Wesentlichen nimmt Ihr Gehirn die rohen, invertierten Daten und wandelt sie in ein kohärentes Bild mit der rechten Seite nach oben um. Wenn Sie Zweifel an der Wahrheit haben, versuchen Sie, die rechte untere Seite Ihres Augapfels vorsichtig durch Ihr unteres Augenlid zu drücken – Sie sollten einen schwarzen Fleck oben links in Ihrem Sehfeld sehen, der beweist, dass das Bild richtig ist umgedreht.

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In den 1890er Jahren führte der Psychologe George Stratton eine Reihe von Experimenten [PDF] durch, um die Fähigkeit des Geistes zu testen, sensorische Daten zu normalisieren. In einem Experiment trug er eine Rückfahrbrille, die seine Sicht acht Tage lang auf den Kopf stellte. In den ersten vier Tagen des Experiments blieb sein Sehvermögen umgekehrt, aber am fünften Tag hatte es sich spontan auf die richtige Seite gedreht, da sich seine Wahrnehmung an die neuen Informationen angepasst hatte.

Das ist nicht der einzige clevere Trick, den Ihr Gehirn im Ärmel hat. Das Bild, das auf jede Ihrer Netzhäute trifft, ist eine flache 2D-Projektion. Ihr Gehirn muss diese beiden Bilder überlagern, um ein nahtloses 3D-Bild in Ihrem Kopf zu erzeugen – eine Tiefenwahrnehmung, die genau genug ist, um einen Ball zu fangen, Körbe zu schießen oder ein entferntes Ziel zu treffen.



Ihr Gehirn hat auch die Aufgabe, die Lücken auszufüllen, in denen visuelle Daten fehlen. Die Papille oder der blinde Fleck ist ein Bereich auf der Netzhaut, an dem die Blutgefäße und der Sehnerv befestigt sind, also hat er keine Sehrezeptorzellen. Aber wenn Sie dieses leere Loch in Ihrer Vision nicht mit Tricks lokalisieren, würden Sie es nicht einmal bemerken, einfach weil Ihr Gehirn so gut darin ist, die Punkte zu verbinden.

Ein weiteres Beispiel ist die Farbwahrnehmung; Die meisten der 6 bis 7 Millionen Zapfen-Photorezeptorzellen im Auge, die Farbe erkennen, sind in der Fovea centralis im Zentrum der Netzhaut gedrängt. Am Rande Ihrer Sicht sehen Sie so ziemlich nur in Schwarzweiß. Dennoch nehmen wir von Rand zu Rand ein kontinuierliches Vollfarbbild wahr, weil das Gehirn aus den bereits vorhandenen Informationen extrapolieren kann.

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Diese Fähigkeit des Geistes, unvollständige Daten unter Verwendung von Annahmen, die auf früheren Erfahrungen basieren, zusammenzusetzen, wurde von Wissenschaftlern als „unbewusste Schlussfolgerung“ bezeichnet. Da es sich auf unsere Erfahrungen aus der Vergangenheit stützt, ist es keine Fähigkeit, mit der wir geboren wurden; wir müssen es lernen. Es wird angenommen, dass Babys in den ersten Lebenstagen die Welt auf den Kopf stellen, da ihr Gehirn noch nicht gelernt hat, die rohen visuellen Daten umzudrehen. Seien Sie also nicht beunruhigt, wenn ein Neugeborenes beim Lächeln verwirrt aussieht – es versucht wahrscheinlich nur herauszufinden, wie hoch Ihr Kopf ist.