Es wird ein Cookie von mir in Ihrem Computer angelegt                               letzte Änderung dieser Webseite 13. Jan. 2017

 Jürgen Krüger                                                          Prof. Dr., Dipl. Phys, im Ruhestand              AG Hirnforschung 79104 Freiburg2

Zunächst Mehrquantenübergänge, Tieftemperaturphysik. Seit 1971 Neurophysiologie des visuellen

Systems (Katzen, Affen). Multielektroden- Ableitungen von Affen. An der Universität Parma: Chronische

Implantation von 64 Mikroelektroden in das Kortexgebiet der Spiegelneurone von Affen.

Retired physicist, neurophysiological studies, using multiple electrodes on animals; mirror neurones (Parma)

www.brain.uni-freiburg.de/kruger

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Grenzen der Neurowissenschaft bestimmen, Bewusstsein

beschreiben. Mögliche Beziehungen zwischen N und B

zusammentragen. Dazu ab und zu ein Hirnbrief.

Möglichst keine Sichtweisen/Philosophie.


Determine boundaries of neuroscience. Describe consciousness.

Collect possible relationships between n and c. A brain letter from time to time.

No viewpoints/philosophy if possible

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Der Hirnbrief Nr. 1, 2017

 

 Farbe

 

Stellen Sie sich vor, dass Sie das Gehirn auf dem Entwicklungsstande von vor 50 Millionen Jahren seien. Sie warten in Ihrem Schädel darauf, dass Sie sich zu einem modernen Gehirn entwickeln. Immerhin hatten Sie zuvor so lange gewartet, dass Sie nun schon über ein Säugetier das Kommando führen.

Was Sie nun erleben werden in Ihrer Weiterentwicklung, stelle ich Ihnen in Form einer Überspitzung dar. So ist es nicht wirklich gewesen, aber wenn es doch so gewesen wäre, wären die Auswirkungen dieselben gewesen. Und mir hätte es gut gefallen.

Damals konnten Sie noch keine Farben sehen. In Ihren Augen befand sich nur eine Sorte von Empfängerzellen. Alles andere war jedoch bestens ausgearbeitet: Wie ein heutiger Mensch sahen Sie Bewegungen, Gegenstände, räumliche Anordnungen, Helligkeiten. Auf das erfolgreiche Funktionieren Ihner Seh-Abteilung waren Sie angewiesen.

Am Abend legten Sie sich ins Bett. Als Sie am anderen Morgen erwachten, sah die Welt irgendwie anders aus als Sie es gewohnt waren, was Ihnen völlig unverständlich war. Zugleich konnten Sie aber alles Gewohnte weiterhin erkennen. Ihr Eindruck war so ähnlich wie damals, als zum erstenmal in Ihrem Leben eine Jazzkapelle Ihnen das Wiegenlied vorspielte, das Ihnen Ihre Mutter, als Sie ein Kind waren, jeden Abend vorgesungen hatte. Einerseits konnten Sie die altvertraute Melodie sofort heraushören, aber es war auch etwas völlig Neues, nie Gehörtes hinzugekommen, das nicht eigentlich die Melodie betraf, das Sie jedoch sofort, ohne Ihr Hirn umzubauen, als etwas völlig Getrenntes erkennen konnten, nämlich die Art und Weise, wie die Kapelle eine Melodie spielte.

So also fühlte sich das an, was Sie sahen. Ich muss nun auch verraten, was passiert war: Heimlich hatte ich Ihnen in der Nacht einen Teil Ihrer Licht-Empfängerzellen in der Netzhaut des Augenhintergrundes durch andere von einer neuen Sorte ersetzt. Für diese neue Sorte haben die Farben andere Helligkeiten als für die alte Sorte. Das hat zur Folge, daß aus den Netzhäuten Ihrer Augen jetzt Signale in Ihr Inneres strömen, die es zuvor nie gegeben hat. Nicht daß es die Signale einzelner Nervenfasern wären, die ungewöhnlich waren, aber es traten jetzt Kombinationen von Erregungen auf, die zuvor nie vorgekommen waren.

Das lag daran, daß Sie sich niemals auf nur eine einzige Nervenzelle für eine Aufgabe verlassen haben (im Gegensatz zu den Insekten, die aus diesem Grunde das Abitur nicht schaffen, und die wir deshalb verachten). So hatten Sie in Ihren Augen immer mehrere Zellen, die dieselbe Stelle im Gesichtsfeld zu bearbeiten hatten.

Nun, nach dem nächtlichen Streich, den ich Ihnen gespielt hatte, konnte es zu folgender Situation kommen: Die Zellen, die in zwei kleine benachbarte Gebiete Ihres Gesichtsfeldes schauten, meldeten, daß Gebiet 1 heller als Gebiet 2 sei. Zugleich gab es aber eine weitere, von anderen Zellen übertragene Meldung, daß nämlich Gebiet 1 dunkler als Gebiet 2 sei. Solche Ihnen völlig unverständlichen Widersprüche konnten Sie als solche sofort wahrnehmen, und es waren diese Widersprüche, die Sie hinfort als Farbe auffaßten.

Wenn da zwei farbige Flächen waren, dann gab es von nun an verschiedene Ansichten darüber, welche nun dunkler oder heller sei, je nachdem, welcher Typ Empfängerzellen am Anfang der Signalkette stand. Diesen Unterschied kannten Sie aber nicht, Sie benutzten Ihre Fasern, die aus den Augen kamen, weiterhin, ohne sie zu unterscheiden.

Nun hatten Sie ja schon damals ein hervorragendes Sehvermögen, aber natürlich waren Sie auf die traditionelle Zusammensetzung der Signale angewiesen. Die Widersprüche in den neuen Signalen hatten nicht nur Auswirkungen, wenn Helligkeiten, sondern auch wenn Bewegungen und Formen verarbeitet wurden. Das konnte also nur heißen, daß Sie irgendetwas nun nicht mehr ganz so gut sahen wie zuvor, daß Sie also etwas Neues auf Kosten vom Alten sahen. So etwas kann durchaus einen Nettovorteil bieten, solange der Verlust an Ihren alten Fähigkeiten geringfügig bleibt, bzw. Fälle heftiger Störungen selten bleiben, aber das Neue doch schon einen deutlichen Nutzen bietet.

Die Sache war also ein Balanceakt zwischen einer langweiligen, altbewährten, aber überlebenswichtigen Funktion, nämlich dem zuverlässigen Grau-in-Grau-Sehen von Formen und Bewegungen, und einer völlig verjazzten, vielleicht sehr schönen, zumindestens interessanten Darbietung von Anblicken, nämlich dem Farbensehen.

Würde man nicht mich, sondern einen Ingenieur an die Entwicklung eines Systems zum Farbensehen heranlassen, dann hätte der sicherlich den Farbbereich des Sonnenlichts in mehrere gleiche Teile geteilt, und jeden mit einem dafür besonders empfindlichen Typ von Licht-Empfängerzelle abgedeckt. Hätte er Ihnen über Nacht solche Zellen an Ihr altes Neuronensystem gehängt, wäre Ihr Erwachen die totale Jazz-Matinée gewesen. Wunderschön vielleicht, aber Sie wären praktisch blind gewesen: Sie hätten nur noch heftigste Eindrücke von der Art gehabt, von der man einen schwachen Nachgeschmack erhalten kann, wenn man etwa versucht, blaßgrüne Schrift auf genau gleichhellem blaß-orangen Grund schnell zu lesen.

Lassen Sie sich nicht verführen von einem Ingenieur, der Ihnen nur Jazz bietet. So kann es nicht gehen. Ich hingegen war viel vorsichtiger, ich begann nämlich stattdessen mit nur zwei Typen von Empfängerzellen, einem alten, der für Gelb am empfindlichsten war; und einem neuen, blau-empfindlichen. Um die Konflikte gering zu halten, habe ich vom letzteren nur ganz wenige genommen. Das ging zunächst mal ganz gut, und wie ich mich erinnere, waren Sie sehr erfreut über den munteren Anblick der Welt.

Es war nun aber das Bestreben, Ihr Sehsystem auch bezüglich seiner alten Fähigkeiten - Formen, Bewegungen - weiter auszubauen, und zwar fügten Sie nun der Netzhaut in ihrer Mitte, der Stelle des schärfsten Sehens, immer höher entwickelte Teile mitsamt einem entsprechend leistungsfähigeren Verarbeitungssystem hinzu. Dabei mußten Sie jedoch leider den oben geschilderten ersten Versuch eines Farbensehens wieder abbrechen, weil unter den erhöhten Anforderungen die zuvor akzeptablen Störungen nun doch nicht weiter hinnehmbar waren. Zu Ihrem Bedauern mußte ich Ihnen also an der Stelle des schärfsten Sehens die neuen Blauzellen wieder ausbauen. Aber da musste ich hart bleiben; Sie sollten ja wirklich gut sehen können.

Erinnern Sie sich, wie wir damals sinnierten, wie Sie doch noch zu Ihrem Vergnügen kommen könnten? Wir starteten noch einen zweiten Versuchsballon, und ersetzten erneut Zellen in Ihrer Augennetzhaut, wieder zwei Sorten statt einer. Dieses Mal machte ich es aber anders: Ich nahm nur die alten Gelb-Zellen her, und ersetzte überall, also auch mitten im Gebiet des schärfsten Sehens, ungefähr die Hälfte der Empfängerzellen durch solche, die sich nur geringfügig von den alten unterschieden. Hätte man diese allein, würde man sie daher ebenfalls Gelbzellen nennen. Sie sind aber im Vergleich zu den anderen "Gelb-mit-einem-ganz-schwachen-Stich-Rötlich-Zellen". Das erschien dem Ingenieur ganz unsinnig, weil man damit Farben nur mit Mühe unterscheiden konnte, aber so wurde sichergestellt, daß die Bedingungen, unter denen widersprüchliche Signale im alten System auftraten, nur selten erfüllt waren: Es gab kaum Streit darüber, welche von zwei Flächen verschiedener Färbung nun die hellere sei. Und siehe da, das funktionierte auch im zentralen Bereich des schärfsten Sehens. Der Ingenieur war beleidigt und verschwand; mir war er ohnehin immer unsympathisch gewesen.

Es funktionierte sogar sehr gut: Sie konnten nämlich nicht nur pauschal "Etwas Überraschendes, Verjazztes" identifizieren, was Sie sogleich als "Farbe" bezeichneten, sondern sogar mehrere Farben (mehrere verschiedene Jazz-Orchester) unterscheiden, und auch bemerken, ob nur eines, oder zwei von ihnen gleichzeitig spielten. Dafür brauchte Sie im Nervensystem nichts umzubauen. Das konnten Sie nahezu sofort. Vor allem hatten Sie es überhaupt nicht nötig, (wie der Ingenieur es sich vorgestellt hätte,) in der Verarbeitungskette von Zelle zu Zelle die Botschaft weiterzureichen bis mitten in Ihr Gehirn hinein, daß eine bestimmte Erregung ganz da draußen von den Blauzellen herkam, um erst dadurch zu wissen, daß es sich um die Farbe "Blau" handelte.

Ihr Farbensehen befindet sich auch heute noch im Wesentlichen in dem beschriebenen Zustand. Außer in der Netzhaut haben Sie überhaupt nichts in Ihrem Inneren umgebaut. Sie wundern sich immer noch über diese überraschenden Signale, als ob Sie sie erst seit gestern empfangen hätten, und sprechen ihnen deshalb, wie allem Nie-Zuvor-Gesehenen, eine große Rolle in der Kunst zu, und berichten besonders gern darüber.

Machen Sie die Probe: Bitten Sie mal eine beliebige Person, irgendetwas Beliebiges über das Sehen zu sagen. Drei Hirnforscher haben das, als sie just auf dem Hof einer Universität über diese Fragen diskutierten, mal ausprobiert: Der erste Passant, ein Student, wurde angehalten, und um einen Kommentar über das Sehen gebeten: "...just what comes to your mind when you think of 'seeing' " (Es war natürlich in Amerika). Er dachte ziemlich lange nach. Dann stieß er plötzlich nur ein einziges Wort hervor: "Color!". Wegen der geballten Aussage brachen die drei Forscher in schallendes Gelächter aus, was eine anschließende Beschwichtigung des verdutzten Studenten erforderte.

Oder machen Sie eine andere Probe: Verschaffen Sie sich eine wissenschaftliche Zeitschrift, die das Sehen zum Thema hat, und stellen Sie fest, welch erstaunlich hoher Bruchteil der Veröffentlichungen vom Farbensehen handelt.

Machen Sie aber auch eine dritte, umgekehrte Probe: Beim Versorgungsamt, zu dessen Aufgaben es gehört, Behinderungen in prozentuale Erwerbsminderungen umzurechnen, fragen Sie die zuständige Ärztin nach der Anerkennung von Farbenblindheit. Was sagt sie? "Ein Leiden, das nicht mindestens 10% bringt, wird hier überhaupt nicht erst angegeben". In einem Amt war überhaupt kein Fall bekannt, bei dem eine Störung des Farbensehens als Behinderung eingestuft worden wäre, obwohl etwa bei Kraftfahrern, wegen der Verkehrsampeln, eine Anrechnung möglich wäre. Hingegen ist eine Person, der das Formen- und Bewegungssehen fehlt, völlig blind, und entsprechend wird ihr eine sehr hohe Minderung der Erwerbsfähigkeit bescheinigt.

In der Tat ist das Farbensehen beim Überqueren einer stark befahrenen Straße, oder der Ausübung handwerklicher Tätigkeiten nur in geringem Maße hilfreich. Die Fernsehtechniker sagen dazu, daß der Gesamtumfang der zu übertragenden Fernsehsignale nur wenig größer wird, wenn man statt eines Schwarz-Weiß-Bildes ein farbiges übertragen will.

Das ist aber nicht der wesentliche Punkt, denn es kann ja wohl nicht im Ernst ein Entwicklungsschritt in Ihnen passieren, dessen Witz ausschließlich darin besteht, Ihnen einen künstlerisch interessanten, schrillen Eindruck zu verschaffen. Vielmehr kommt der eigentliche Wert des Sehens von Farben zum Tragen, wenn es um das Klassifizieren des Gesehenen geht, welches immer erfolgen muß, wenn man einen Gegenstand erkennen oder wiedererkennen will. Hat man kein Farbensehen, dann muß man dazu erst die Anblicke, die der Gegenstand aus verschiedenen Entfernungen und Richtungen, und bei verschiedenen teilweisen Verdeckungen, bietet, in komplizierter Weise umrechnen, bis eine Übereinstimmung mit einem gespeicherten Seh-Eindruck entstehen kann. Hat der Gegenstand hingegen auch noch eine Farbe, wird der Vorgang der Erkennung erheblich vereinfacht, weil der Farbeindruck im allgemeinen nicht von der Richtung und Entfernung abhängt, und die Farbe völlig unverändert zwischen teilweiser Verdeckung hindurchschimmern kann. Wenn möglich, versucht man also, um Rechenarbeit zu sparen, und damit schneller zu sein, einen Gegenstand an seiner Farbe zu erkennen.

So nützt die Farbe also vor allem bei der Wiedererkennung von Gegenständen, aber weniger bei der Erkennung von Anordnungen und Bewegungen, wie sie bei der täglichen Arbeit anfallen. Darüberhinaus bleibt Ihnen weiterhin beim Anblick von Farbe ein bißchen Überraschung reserviert. Diese nicht ernst nehmen zu müssen, nicht erschrecken zu müssen, bereitet Ihnen besonderes Wohlbehagen. Die Farbe ist in Ihnen wie der Hofnarr in früheren Zeiten (der ja viel wichtiger war als seine Bezeichnung erkennen läßt): sie benimmt sich auffällig, und sagt Wahrheiten. Der König amüsiert sich zwar über sie, aber heimlich richtet er sich nach ihr.
 

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