ISTA: Forscher entschlüsseln den Bildstabilisator des Gehirns

08. März 2025 - Lea Kexel

Kameras liefern immer schärfere und realistischere Bilder, doch wenn es um schnelle Bewegungen geht, bleibt die Technik hinter den Fähigkeiten des menschlichen Auges zurück. Nun haben Forschende in einer Studie eine bislang unbekannte Gehirnfunktion entdeckt, die bewegte Bilder in Echtzeit stabilisiert und schärft

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Maximilian Jösch am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hat nun an Mäusen eine entscheidende Gehirnregion identifiziert, die für diese Stabilisierung verantwortlich ist: den seitlichen Kniehöcker. Diese tief im Thalamus gelegene Struktur fungiert als zentrale Schaltstelle, die motorische Befehle des Gehirns aufnimmt und in ein Korrektursignal umwandelt. Dadurch wird die visuelle Wahrnehmung optimiert, noch bevor die Sehinformationen an andere Gehirnregionen weitergeleitet werden. Die Forschenden verglichen diesen Mechanismus mit modernen Highspeed-Kameras, wie sie etwa in der Formel 1 eingesetzt werden: Der seitliche Kniehöcker passt visuelle Signale bereits während der Augenbewegung an, um eine effizientere Verarbeitung durch das Gehirn zu ermöglichen. Wie eine Formel-1-Kamera, die durch kurze Belichtungszeiten scharfe Bilder aufnimmt, stabilisiert diese Hirnregion unsere Wahrnehmung in Echtzeit. Anders als bei einer stationären Kamera, die Bewegungen einfach aufnimmt, berechnet das Gehirn diese im Voraus, wodurch das Bild auch bei schnellen Kopf- oder Blickbewegungen stabil bleibt.

Das ISTA-Team um Olga Symonova und Tomas Vega-Zuniga erforschte die Gehirnaktivität von Mäusen in einer virtuellen Umgebung.

Die Forscher projizierten auf die Mäuse eine bewegte Szene, um ihre Reaktion in einer virtuellen Umgebung zu testen und die Gehinaktivität zu messen. Es zeigte sich, dass der seitliche Kniehöcker motorische Signale verarbeitet und ein Korrektursignal für visuelle Unschärfen erstellt. Auf diese Weise schärft das Gehirn die visuellen Eindrücke noch während der Bewegung, bevor die Informationen in andere Gehirnregionen gelangen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Gehirn nicht nur Bewegungen erkennt, sondern deren Einfluss auf die visuelle Wahrnehmung bereits im Voraus antizipiert. Diese Fähigkeit zur proaktiven Stabilisierung der Sicht übertrifft das, was mit herkömmlichen Kameras möglich ist. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur unser Verständnis der visuellen Wahrnehmung erweitern, sondern auch Impulse für zukünftige Entwicklungen in der Film- und Kameratechnologie liefern.

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