Gehirn kompensiert Auge

Wissenschaft Biologie
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Hi,

ich suche Erklärungen usw. für folgendes Phänomen.

Brillenträger wissen das: Eine Minusbrille verzerrt das Bild. Sie verkleinert, läßt alles weiter weg erscheinen und führt am Bildrand zu tonnenförmigen Verzeichnungen, d.h. senkrechte Linien sind nach außen gebogen, der Boden unter den Füßen und der Bildschirm wölbt sich nach innen, außerdem vergrößert sich das Blickfeld („Weitwinkel“). Angeblich sind diese Linsenfehler normal und treten bei ALLEN Linsen auf.

Nach einigen Wochen sind sie aber weg wie von Geisterhand. Senkrechte sind wieder senkrecht, nichts wölbt sich mehr, alles sieht „normal“ aus. Man bewegt sich sicher.

Aber wehe wenn ich mal alle heiligen Zeiten Kontaktlinsen trage (die keine richtigen Linsen sind und deswegen auch keine Fehler haben): Kissenförmige Verzeichnungen, Boden wölbt sich nach außen, der Bildschirm wirkt wie ein Flatscreen, alles wirkt riesig und nahe, Schwindel, Übelkeit, Treppensteigen wird zum Problem. Nach ein paar Minuten oder auch Stunden ist der Spuk vorbei. Man gewöhnt sich daran.

Da steckt doch das Gehirn dahinter! Aber wie funktioniert das?

Außerdem fällt auf, daß es Linsenfehler gibt, die nicht ausgeglichen werden, zb. helle Lichtpunkte, die unscharf erscheinen (bei schlecht vergüteten Brillen), oder Farbsäume am Bildrand bei starken Kontrasten. Das geht zwar nicht weg, aber es fällt mit der Zeit weniger auf.

Was würde wohl passieren, wenn man gefärbte Brillen tragen würde? Welche mit Farbverläufen? Oder solche, die die Farben ins Negative invertieren? Oder welche, die alles spiegelverkehrt oder kopfüber zeigen würden?

Würde mich einfach interessieren. Gibt es Tests? Würden Schäden bleiben?

Gruß
datafox

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Hallo Datafox!!

Wie genau das Gehirn das macht, sich an so Verzerrungen zu gewöhnen, kann ich dir auch nicht sagen, aber es gab schon Experimente, bei denen Leute sich an Brillen, die das Bild auf den Kopf stellten, gewöhnten und nach einiger Zeit sogar damit Fahrradfahren konnten. An mir selber hab ich schon beobachtet, dass ich, nachdem ich einige Zeit eine gelbe Schwimmbrille aufhatte, alles wieder normal sah, und dann nahc dem Abstetzen alles komisch bunt war…
Jedenfalls macht so ein Gewöhnungsmechanismus Sinn, das Gehirn kann so das gesehene Bild immer optimieren und an die aktuellen Verhältnisse anpassen.
Und aus diesem Grund finde ich es auch unlogisch, dass Insekten angeblich „gerastert“ sehen sollen, ihr Gehirn(bzw. halt Oberschlundganglion) verrechnet die Signale von den Komplexaugen genauso zu einem einheitlichen Bild, wenn das auch unschärfer sein dürfte als das was wir sehen. Ich vermute auch das menschliche Gehirn kann sich an „Fliegenaugen“, also Glasteile, durch die man erstmal alles gerastert sieht, gewöhnen.

Ich hätte da mal noch ne andre Frage zu Gewöhnungsprozessen, die mir schon lang im Kopf rumgeistert:

Wie siehts mit unsrer Nase aus? Hat die sich auch einfach nur an den Stickstoffanteilgeruch in der Luft „gewöhnt“? Ich mein, wenn man jetz mal für einige Zeit Luft einatmen würde mit einem andren, riechenden Gas statt Stickstoff, dann würde sich ja die Nase/das Gehirn an den neuen Geruch gewöhnen. Wenn man danach wieder normale Luft einatmet, riecht man dann den Stickstoff? Das hängt natürlich eng mit der Frage zusammen, ob es genetisch festgelegt ist, für welche Gerüche man Sinneszellen in der Nase hat, oder ob einfach zufällig Sinneszellen für verschiedene Moleküle entstehen. Wenn ersteres der Fall wäre, könnten wir natürlich keinen Stickstoff riechen, weil es hat ja keinen Sinn Sinneszellen die man eh nicht braucht zu im Genom verankert zu haben, wär dochin der Evolution längst rausgeflogen. Für letzteres würde sprechen, das wir ja auch Sachen riechen, die unsre Urahnen nicht unbedingt zu riechen bekamen, so’n Steinzeitmensch läuft ja nicht wirklich Gefahr sich ne Chlorvergiftung zuzuziehn. Also, wenn man sich entwöhnen würde vom Stickstoffgeruch, indem man nur Luft mit nem andren Gas statt Stickstoff atmet, für eine längere Zeit, könnte man dann hinterher einen Stickstoffgeruch wahrnehmen?

Grüße
Jojo

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Hi,

über Deine Frage „Warum nehmen wir etwas auf eine bestimmte Weise wahr“, kann man nur spekulieren. Für Lebewesen ist das Erkennen von organischen Molekülen (Nahrung, Sex, etc) wichtig.

Der Prozess des Riechens beruht auf chemischen Reaktionen in der Nase.Stickstoff ist ein reaktionsträges Gas. Aus diesem Grund hat Stickstoff keinen Geruch, ebensowenig wie andere reaktionsträge Gase wie Helium, Argon (und die anderen Edelgase), Schwefelhexafluorid, und andere, die auch ungiftig sind. Auch Wasserstoff und Methan haben meines Erachtens keinen Geruch.

Dummerweise hat sogar das giftige Kohlenmonoxid auch keinen Geruch. Anscheinend gab es keinen genügenden Selektionsdruck, der nur mit CO-Rezeptoren ausgestatteten Wesen einen Überlebensvorteil gestattet hätte.

Fazit: Wir sind durch die Evolution mit genau den Werkzeugen versehen, die wir auch wirklich täglich brauchen, um zu überleben (aus der Sicht, daß wir Tiere sind).

Gruß
Moriarty

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Hi,

es gibt schon eine Menge Experimente mit Spiegel- und Prismenbrillen, die das Bild umkehren oder seitlich verschieben, kompensiert das Gehirn ebenfalls innerhalb von einigen Stunden.

Auch die Augen an sich sind ziemlich mangelhafte optische Instrumente. Z.B. wird die Abbildung der Netzhaut schnell unscharf, sobald man vom Punkt des schärfsten Sehens weg kommt. Es gibt pro Auge eine Stelle, wo man gar nichts sieht usw.

Entscheidend ist also die Verarbeitung im Gehirn, dass Du dir als extrem leistungsfähiger Computer vorstellen kannst, der nicht nur mehrere Millionen Operationen gleichzeitig ausführen kann, sondern sich dabei auch noch selbt ändert und optimiert.

A.

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Hi Datafox,

Angeblich sind diese
Linsenfehler normal und treten bei ALLEN Linsen auf.

bei einfachen Linsen stimmt das. Um diese Fehler zu kompensieren bedarf es eines nicht geringen Aufwands, Nur sehr gute Fotoobjektive haben nicht wahrnehmbare Fehler, dafür aber ettliche Linsen.

Nach einigen Wochen sind sie aber weg wie von Geisterhand.
Senkrechte sind wieder senkrecht, nichts wölbt sich mehr,
alles sieht „normal“ aus. Man bewegt sich sicher.

Das liegt daran, daß Dein Hirn ‚weiß‘ daß die Linien gerade sind und es irgendwann ‚glaubt‘ bzw so verarbeitet.
Es wurden schon andere Beispiele gebracht (Umkehrprismen etc.)
Ein weiteres Beispiel wäre der automatische Weißabgleich, den Dein Auge/Hirn problemlos macht, weil es das gewohnt ist.

Du siehts, das Ding zwischen Deinen Ohren ist sehr leistungsfähig, auch wenn es sich schnell übertölpeln läßt (optische Täuschungen; aber die sind nur ein Spiegelbild der Erfahrungen Deines Hirns).

Gandalf

6

hi,

Ein weiteres Beispiel wäre der automatische Weißabgleich, den
Dein Auge/Hirn problemlos macht, weil es das gewohnt ist.

dieses thema ist wohl des beste beispiel. es geht sogar so weit, daß das gehirn auf eindrücken besteht, die nachweislich falsch sind. schönstes beispiel: schnee. der ist für uns immer „weiß“, also farbneutral, obwohl das falsch ist. bei sonnenschein ist er leicht blau, bei bewölkung stark blau, bei sonnenuntergang rosa usw. um das gehirn zu befriedigen, muß man bei schneefotos absichtlich alle farben verfälschen, damit der schnee „weiß“ ist. von „automatischem WB im gehirn“ kann hier also keine rede sein. es ist eher ein gespeicherter, der auf biegen und brechen angewandt wird.

die frage stand hier ja schonmal… ich sollte das im archiv suchen.

gruß
datafox

7

Hallo,

Für letzteres würde
sprechen, das wir ja auch Sachen riechen, die unsre Urahnen
nicht unbedingt zu riechen bekamen, so’n Steinzeitmensch läuft
ja nicht wirklich Gefahr sich ne Chlorvergiftung zuzuziehn.

Ich glaube auch nicht, dass wir Chlor wirklich riechen können. Chlor ist sehr reaktiv und verbindet sich mit allen möglichen organischen Materialien. Da ist dann schon irgendwas dabei, für das wir Sinneszellen haben und was uns den typischen Chlorgeruch suggeriert. Chlor selbst verätzt die Schleimhäute und wird vor allem als Schmerz wahrgenommen (stechender Geruch).
Der typische „Chlorgeruch“ im Schwimmbad entsteht wohl erst durch Chloramine, die sich aus der Reaktion des Chlors mit „Verunreinigungen“ durch die Badegäste bilden.
Du kannst schon davon ausgehen, dass jede einzelne Sinneszelle für unsere Vorfahren von Bedeutung war. Wenn wir also Substanzen wahrnehmen, die in der Natur nicht vorkommen oder die für uns bedeutungslos sind, dann handelt es sich vermutlich entweder um ein wahrnehmbares Reaktionsprodukt (z.B. Chlorverbindungen) und/oder um eine Querempfindlichkeiten von Sinneszellen. Es macht ja schließlich keinen Sinn, eine Sinneszelle, die einen Stoff X wahrnehmen soll, gegen einen ähnlich wirkenden Stoff Y unempfindlich zu machen, wenn dieser Stoff Y in der Natur nicht vorkommt.

Jörg

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Hi,

Brillenträger wissen das: Eine Minusbrille verzerrt das Bild.

Nach einigen Wochen sind sie aber weg wie von Geisterhand.

Da steckt doch das Gehirn dahinter! Aber wie funktioniert das?

Wie bei einem Computerprogramm, das auf variablen ‚input‘
reagiert und einen gefälligen Filter installiert, um die
festprogrammierten Weltparameter auf der biologischen
Festplatte gegen den Sinnesinput wieder anzufitten.

Je nach „Alter“ und „Vorkonfiguration“ des Computers
geht das langsamer oder schneller.

Der Algoritmus dafür ist recht gewöhnlich, es ist
ein mehrstufiges (>6?) neuronales Netz von
beachtlicher Verzweigungsbreite pro Stufe.

Du hast eine ererbte/frühtrainierte Struktur der
„Umwelt“, also eine „Hypothese“ über deren Konstitution.
Elemente dieser Struktur werden im ‚input‘ der Sinne
gesucht, wenn nötig werden die Filter (Programmierung
durch synaptische Neuverdrahtung!) so lange verändert,
bis die Wahrnehmung mit der „Umwelthypothese“ übereinstimmt.

Daher gibt es kritische Phasen in der frühkindlichen
Entwicklung, die bei gestörtem ‚input‘ zu einer
unzweckmässigen „Hypothese“ über die Umwelt führen,
die dann nicht mehr korrigierbar ist (festverdrahtet).

jemand andere Erklärungen :wink: ?

Euer CMБ

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Hai, Datafox,

ja, ja, wir Blindfischigen und unsere, im wahrsten Sinne des Wortes, verschobene Sicht auf die Welt…

Im Prinzip hat unser Gehirn, wenn wir erstmal mit dem Sehen-Lernen fertig sind, sich ein Bild von der Welt gemacht, „wie sie eben ist“. Später werden nur noch abweichende Signale wahrgenommen und in dieses Bild eingepasst oder verworfen. Aus den wirren Signalen, die vom Auge aufgefangen werden, wird also erst im Gehirn ein Bild gemacht.

Weichen die vom Auge aufgenommenen Signale völlig vom Bild ab, dann wurschtelt das Gehirn die Signale einfach solange um, bis aufgenommenes Bild und im Hirn bestehendes Bild wieder übereinstimmt - darum kann man z.B. eine Brille, die alles auf den Kopf stellt, tragen und nach einigen Stunden dreht das Gehirn das Bild einfach um und alles ist „normal“. Setzt man die Brille danach wieder ab, steht die Welt zunächst wieder auf dem Kopf…

Unsere Gehirne können das Spiel sogar noch weiter treiben und aus akustischen Signalen Bilder machen - objektiv wird gehört, subjektiv wird gesehen, kuckst Du hier (erster Teil, der vor-vorletzte und der vorletzte Absatz): http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,301838,00.html

Gruß
Sibylle

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http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,301838,00.html

das ist beeindruckend. ich dachte zuerst das ist ein scherz!!

gruß
datafox