Wie das Gehirn Objekte erkennt

5. Dezember 2020 by Andreas Koj
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Ein Bericht von aerstzeblatt.de.

Leipzig – Ein Stuhl, eine Teetasse, ein Herbstblatt: Das menschliche Gehirn benötigt lediglich ein Set von 49 Kernmerkmalen, um die meisten Dinge in der Umwelt zu erkennen und zuzuordnen.

Das berichten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissen­schaften (MPI CBS) in Leipzig zusammen mit Forschern des National Institute of Mental Health in Bethesda, USA. Ihre Arbeit ist im Fachmagazin Nature Human Behaviour erschienen ( Nat Hum Behav, 2020; DOI: 10.1038/s41562-020-00951-3). „Wir leben in einer Welt voller Dinge, die wir identifizieren und in verschiedene Katego­rien einordnen müssen. Nur so können wir miteinander kommunizieren und entsprech­end sinnvoll handeln“, schreiben die Forscher. Dazu zerlege das Gehirn ein Objekt in seine einzelnen Eigenschaften, gleiche diese mit bereits Bekanntem ab und setze die Eigen­schaften danach wieder zusammen.

Je nachdem, wie ähnlich das Betrachtete einer bekannten Kategorie sei, werde es dann als Möbelstück oder Gefäß erkannt. Bislang ist laut den Forschern jedoch unklar, wodurch Menschen Dinge als ähnlich oder weniger ähnlich betrachten – welche Eigenschaften es also sind, die das Gehirn für die Erkennung verwendet.

Die Wissenschaftler verwendeten in der Studie rund 2.000 Bildern, die Objekte zeigten, die repräsentativ für Gegenstände aus unserer Umgebung sind. Den Studienteilnehmern zeigten sie jeweils 3 der Bilder gleichzeitig, zum Beispiel Koala, Hund und Fisch, aber auch Koala, Türvorleger und Brezel. Daraus sollten die Teilnehmer jeweils eines auswählen, das sie als unterschiedlicher wahrnehmen als die anderen beiden

„In letzterem Falle war das für die einen möglicherweise der Koala, weil er im Gegensatz zu den anderen beiden ein Lebewesen ist oder als ‚nicht flach‘ betrachtet wird. Für andere könnte das die Brezel gewesen sein, weil Türvorleger und Koala flauschig sind oder man nur die Brezel essen kann. Für wieder andere mag es der Türvorleger sein, weil dieser aus anorganischem Material besteht“, so die Forscher. Die Antworten waren also nicht immer eindeutig.

Die Forscher testeten mithilfe von knapp 5.500 Teilnehmern fast 1,5 Millionen Dreier­kombinationen. Daraus entwickelten sie ein Computermodell, nach dem sie berechnen konnten, welches Objekt Menschen am wahrscheinlichsten in der jeweiligen Kombination aussortieren. „Je häufiger 2 Objekte drin bleiben, desto ähnlicher sind sie sich“, so die These.

Dabei zeigte sich: Anhand ihres Modells konnten die Wissenschaftler sehr präzise die Ähnlichkeit zweier Objekte vorhersagen. Es lieferte zudem 49 Kerneigenschaften, die es dem Gehirn ermöglichen, die Welt zu erfassen. „Im Grunde erklären wir damit die Grund­prinzipien unseres Denkens, wenn es um Objekte geht“, hieß es aus der Arbeitsgruppe. © hil/aerzteblatt.de