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Campus Deutsches Primatenzentrum und European Neuroscience Institute Göttingen: Pupille reagiert auf Rhythmen aus der Umwelt
Campus Deutsches Primatenzentrum und European Neuroscience Institute Göttingen: Pupille reagiert auf Rhythmen aus der Umwelt
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14:00 11.05.2020
Die Pupillenreaktion eines Rhesusaffen hat Caspar Schwiedrzik in einer Studie untersucht. Quelle: Deutsches Primatenzentrum
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Göttingen

Die Pupille des menschlichen Auges bewegt sich nicht nur reflexartig, sondern kann auch einem Rhythmus folgen, der in der Umwelt entsteht. Das haben Neurowissenschaftler vom Deutschen Primatenzentrum (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung und dem European Neuroscience Institute Göttingen in einer Studie an Menschen und Rhesusaffen herausgefunden. Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Die Pupille steuert, wie viel Licht in das Auge eindringt und auf die Netzhaut fällt. Bei viel Licht zieht sie sich zusammen, bei wenig Licht öffnet sie sich wieder.

Gehirn erfasst und reagiert auf rhythmische Muster

Der Pupillendurchmesser wird durch den Pupillenreflex gesteuert. Das bedeutet, dass die sich die Pupillenmuskeln automatisch an den Lichteinfall anpassen. Jedoch sind nicht alle relevanten Informationen aus der Umwelt in der Menge des einfallenden Lichts enthalten. Es sind also Berechnungen im Gehirn nötig, die über die Möglichkeiten eines Reflexes hinausgehen, um alle zur Verfügung stehenden Informationen zu berücksichtigen. Ziel der Studie war es herauszufinden, ob und wie weit die Pupillendynamik vollautomatisch geregelt wird oder ob sie auch von komplexeren Rhythmen in der Umwelt beeinflusst wird.

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Sinneseindrücke aus der Umwelt sind oft rhythmisch. Das gilt auch für das Sehen. Das Blaulicht eines vorbeifahrenden Krankenwagens blitzt zum Beispiel etwa 120 Mal pro Minute. Das Blitzen wird als regelmäßiges Muster erfasst. Aus diesem kann das Gehirn ableiten, wann der nächste Lichtblitz des Blaulichts das Auge treffen wird, um sich darauf vorzubereiten.

Untersuchungen mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera

Die Wissenschaftler maßen mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera die Pupillenbewegung von zwei männlichen Rhesusaffen und mehreren Versuchspersonen. Im Laufe des Experiments reagierte die Pupille auf zwei wechselnde Rhythmen: Einen schnellen (zwei Hertz), der sich einem Wechsel von Bild und Hintergrund ergab, und einen halb so schnellen, der durch die Reihung der Bilder als Paare entstand.

Die in der Umwelt enthaltenen Zusatzinformationen ergänzen somit die Informationen, die bereits über das einfallende Licht auf die Netzhaut treffen“, sagt Caspar Schwiedrzik, Leiter der Nachwuchsgruppe „Perception and Plasticity“. Die Studie konnte zeigen, dass dies zu einer Verbesserung der Wahrnehmung beiträgt, selbst wenn die Versuchsteilnehmer nicht wissen, dass es einen Rhythmus in der Umwelt gibt. „Die Kontrolle der Pupille ist also nicht rein reflexiv, sondern wird auch durch unsere unbewussten Gedanken beeinflusst“, ergänzt Schwiedrzik.

Von Asja Wortmann

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