Visuelle Wahrnehmung

Das Sehvermögen (auch Augenlicht oder Vision genannt) ist einer der Sinne. Sehen zu können bedeutet sehen zu können. Das Sehen vermittelt den Tieren Wissen über die Welt. Einige einfache Tiere können nur Licht von Dunkelheit unterscheiden, aber bei Wirbeltieren ist das Sehsystem in der Lage, Bilder zu bilden.

Die Fähigkeit, die Informationen des sichtbaren Lichts, die die Augen erreichen, zu interpretieren, wird visuelle Wahrnehmung genannt. Das Sehvermögen ist die daraus resultierende Wahrnehmung. Die Komponenten, die für das Sehen notwendig sind, werden als visuelles System bezeichnet.

Der dorsale Strom (grün) und der ventrale Strom (violett) sind dargestellt.

Prozess

Licht dringt in die Augen des Tieres ein, und ein Teil des Auges, die so genannte Linse, sendet Informationen aus dem Licht an den hinteren Teil des Auges, die so genannte Netzhaut. Die Netzhaut besteht aus lichtempfindlichen Zellen, die ein Signal an den Sehnerv abgeben, wenn Licht auf die Zelle trifft. Der Sehnerv ist ein Bündel von Nervenfasern, die überall auf der Netzhaut zu finden sind.

Wenn die Informationen aus dem Licht die Netzhaut verlassen, gelangen sie zum Gehirn. Sie wandern entlang des Sehnervenkopfes, bis sie den Sehnervenkortex im hinteren Teil des Gehirns erreichen. Die Informationen werden dann verarbeitet, um die Formen und Farben von Objekten herauszufinden. Daraus und aus dem Gedächtnis kann sie erkennen, um welche Art von Gegenstand es sich handelt. So kann es beispielsweise einen Baum von einem Haus unterscheiden. Der Weg, auf dem diese Art von Information fließt, wird als ventraler Strom bezeichnet.

Das Gehirn kann auch erkennen, wo sich Gegenstände befinden. Es kann zum Beispiel erkennen, wie weit ein Objekt entfernt ist (dies wird als Hand-Augen-Koordination bezeichnet). Dies wird beim Fangen eines Balles benötigt. Der Weg, auf dem diese Art von Information fließt, wird als dorsaler Strom bezeichnet.

Was ist Sehen?

Das Hauptproblem der visuellen Wahrnehmung besteht darin, dass das, was die Menschen sehen, nicht einfach eine Übersetzung eines Bildes auf der Netzhaut ist. Zum einen sehen wir die Welt von rechts nach links, obwohl das Bild auf der Netzhaut auf dem Kopf steht (weil es durch die Linse gelangt ist). Daher ist es schwierig zu erklären, was passiert, um das zu erzeugen, was wir tatsächlich sehen. Der Schlüssel, der erst nach Jahrhunderten erkannt wurde, besteht darin, dass das Gehirn die Daten aus den Augen verarbeitet und sie blitzschnell mit Erinnerungen und Vermutungen verbindet. Das Ergebnis ist eine Erfahrung der Welt, die für jeden Menschen so aussieht, als wäre sie einfache Realität. Doch obwohl sie auf der Realität basiert, ist sie in Wirklichkeit ein mentales Konstrukt, das vom Gehirn aufgebaut wird.

Geschichte

Viele Persönlichkeiten der Antike hatten Vorstellungen von Visionen. Platon, Aristoteles, Euklid, Ptolemäus und Galen hatten alle ihre Ideen, aber die meisten dieser Ideen waren Spekulationen. Sie basierten auf keiner wissenschaftlichen Methode.

Alhazen (965-c. 1040) führte Untersuchungen und Experimente zur visuellen Wahrnehmung durch. Er erweiterte die Arbeiten von Ptolemäus zum Binokularsehen und kommentierte die anatomischen Arbeiten von Galen.

Leonardo da Vinci (1452-1519) soll der erste gewesen sein, der die besonderen optischen Eigenschaften des Auges erkannte. Er schrieb: "Die Funktion des menschlichen Auges ... wurde von einer großen Zahl von Autoren auf eine bestimmte Art und Weise beschrieben. Aber ich fand sie völlig anders". Sein wichtigstes experimentelles Ergebnis war, dass es nur an der Sichtlinie, der optischen Linie, die an der Fovea endet, ein deutliches und klares Sehen gibt. Obwohl er diese Worte nicht wörtlich genommen hat, ist er eigentlich der Vater der modernen Unterscheidung zwischen fovealem und peripherem Sehen.

Hermann von Helmholtz untersuchte das menschliche Auge und kam zu dem Schluss, dass es optisch eher schlecht ist. Die schlechte Qualität der vom Auge gesammelten Informationen schien ihm das Sehen unmöglich zu machen. Daher dachte er, dass das Sehen nur das Ergebnis irgendeiner Form von unbewussten Schlussfolgerungen sein könne. Neben den Informationen aus den Augen verwendete das Gehirn auch Informationen aus früheren Erfahrungen. Die Welt, wie sie erlebt wird, wird aus Annahmen und Schlussfolgerungen aus unvollständigen Daten aufgebaut, wobei frühere Erfahrungen der Welt genutzt werden.

Beispiele für bekannte Annahmen, die auf visueller Erfahrung beruhen, sind

Licht kommt von oben
Objekte werden normalerweise nicht von unten betrachtet
Gesichter werden aufrecht gesehen (und erkannt).
Nähere Objekte können die Sicht auf weiter entfernte Objekte blockieren, aber nicht umgekehrt
Figuren (d.h. Objekte im Vordergrund) neigen dazu, konvexe Ränder zu haben

Die Untersuchung von visuellen Illusionen (Fälle, in denen der Inferenzprozess schief läuft) hat viele Erkenntnisse darüber geliefert, welche Annahmen das visuelle System macht.