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Optische Täuschungen

Hinters Licht geführt

22.03.2016
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Von Cornelia Dölger / Optischen Illusionen unterliegt jeder. Sie irritieren und faszinieren, bereichern Kunst und Unterhaltung und fügen sich, meist unerkannt, in unseren Alltag ein. Was wie ein Defekt unseres Wahrnehmungsapparats wirken mag, ist vielmehr ein Beleg dafür, wie kreativ unser Gehirn arbeitet.

Im Reich der optischen Täuschungen muss jeder auf Gewissheiten verzichten. Es gilt, Abstand zu nehmen von der Vorstellung, dass alles, was wir sehen, der Wirklichkeit entspricht. Hier, in der Welt der irritierenden Effekte, schillernden Prismen und unmöglichen Figuren, ist nichts, wie es auf den ersten Blick scheint. Von jeher lassen sich Menschen von solchen Phänomenen in den Bann ziehen.

Optische Täuschungen sind mindestens seit dem 19. Jahrhundert fester Bestandteil der Unterhaltungskultur – also seit der Zeit, als mit dem Aufkommen leistungsfähiger Mikroskope immer mehr über Anatomie und Funktionsweise des menschlichen Auges bekannt wurde. So gelten viele Bilder, die damals entstanden, inzwischen als Klassiker ihrer Art. Das Kippbild »My Wife and My Mother-In-Law« des britischen Cartoonisten William Ely Hill, das 1915 erstmals veröffentlicht wurde, dürfte noch heute eines der bekanntesten Werke sein, die mit Doppeldeutigkeit spielen: Wen zeigt es, die junge Ehefrau oder die greise Schwiegermutter? Das Bild lässt zwei Sichtweisen zu. Hat der Betrachter beide Motive erkannt, kann er optisch zwischen ihnen hin- und herschalten.

 

Sehen bedeutet also nicht, dass das Gehirn die über die Augen wahrgenommene Umwelt eins zu eins widerspiegelt. Sehen ist vielmehr ein Prozess, bei dem unentwegt komplettiert, interpretiert und konstruiert wird. Die Großhirnrinde fungiert dabei als »kreativer Lückenfüller«, wie der Münsteraner Psychologe Axel Kohler es formuliert. Kohler forscht interdisziplinär im Bereich der kognitiven Neurowissenschaften und befasst sich unter anderem mit der sogenannten Scheinbewegung, einer Form der optischen Illusion. Unser visuelles System versuche stets, Wahrgenommenes zu deuten und Fehlendes sinnvoll zu ergänzen, erklärt Kohler. Dabei greife es auf das zurück, was es bereits kennt. »Vereinfacht ausgedrückt, ist eine optische Täuschung die Diskrepanz zwischen unserer Wahrnehmung und dem, wie die äußere Welt tatsächlich ist.« Das Repräsentationssystem unseres Wahrnehmungs­apparats funktioniere an dieser Stelle nicht. Wir sehen also Dinge, die gar nicht da sind.

 

Das sogenannte Kanizsa-Dreieck liefert für diese automatische und gleichzeitig schöpferische Leistung ein gutes Beispiel. Wir sehen ein weißes Dreieck über einer schwarzen, ebenfalls dreieckigen Fläche mit abgerundeten Ecken. Jeder kann die charakteristische Gestalt spontan und mühelos erkennen. Erst bei genauerem Betrachten wird klar: Es ist kein Dreieck abgebildet, sondern drei Kreise, aus denen jeweils wie aus einer Torte eine Ecke herausgeschnitten wurde.

Diese Anordnung der Kreise und Winkel lässt eine Dreieckskontur erwarten – und prompt sehen wir sie. Unser Wahrnehmungssystem komplettiert die Dreiecksgestalt, indem es die unvollständigen Umrisslinien hinzufügt. So entsteht die uns bekannte Form des Dreiecks; die angeschnittenen Kreise erkennt das Gehirn hingegen nicht wieder, weil es hier nicht auf Erfahrung zurückgreifen kann: Drei angebissene Torten, wahllos platziert, ergeben keinen Sinn.

 

Die Frage nach dem Sinn von optischen Täuschungen – oder: vom Getäuschtwerden – ist allerdings ein Problem. Sobald es darüber hinausgehe, konkrete Mechanismen zu erforschen, bewege man sich im Spekulativen, sagt Kohler. »Bekannt ist, dass die Augen nur eine der vielen Aufgaben übernehmen, die für die Wahrnehmung erforderlich sind.« Anders ausgedrückt: »Wir sehen relativ wenig.« Lediglich ein winziges zweidimensionales Abbild der Außenwelt wird auf die Netzhaut fokussiert. Die komplette Weiterverarbeitung der Reize übernimmt das Gehirn (siehe Kasten).

 

Dabei ist es geradezu verlockend, optischen Illusionen einen evolutionsbiologischen Zweck zu unterstellen. Weshalb sonst sollte unser Gehirn etwa Gesichter oder Bewegungen registrieren, wo gar keine sind? Der Gedanke an Überlebensstrategien drängt sich auf: Wenn es etwa darum geht, Gefahren zu erkennen – denn eben darauf könnten versteckte Gesichter und schnelle Bewegungen hinweisen –, wirkt die Fähigkeit des Gehirns, mehr zu sehen, als eigentlich da ist, ziemlich nützlich.

Wie wir sehen

Unsere Augen nehmen pro Sekunde etwa zehn Millionen Informationen aus unserer Umwelt auf. Sie funktionieren wie eine Kamera: Die Linse fokussiert das von den Szenen und Gegenständen der Umwelt reflektierte Licht auf die Netzhaut – das Abbild erscheint auf dem Kopf stehend und stark verkleinert. Die Netzhaut ist durchzogen von Rezeptoren, die die Energie der Photonen in elektrische Impulse umwandeln. Aufgabe des visu­ellen Systems ist es, diese Reiz­informationen in ihre Bestandteile zu zerlegen. Jede Eigenschaft – etwa Form, Farbe oder Bewegung – wird in ein neuronales Signal umgewandelt und durch ein Geflecht aus Nervenzellen aus dem Auge ins Gehirn geleitet. Über die Großhirnrinde gelangen die Signale in spezialisierte Areale des ­Gehirns. Sie werden zu neuronalen Codes weiterverarbeitet, und aus deren Zusammenspiel entsteht ein Bild – wir sehen. Indem die Bildeindrücke beider Augen kombiniert werden, erhalten wir eine räumliche Vorstellung unserer Umgebung.

Fest steht: Optische Illusionen gehören zu unserem Alltag – und wir erkennen sie als solche meist nicht, »weil wir sie als natürlich wahrnehmen«, erklärt Kohler. Kino- und Fernsehbilder, die nur durch rasante Abfolge zum Leben erweckt werden, gehören dazu. Oder die sogenannte Mondtäuschung: Riesengroß kann der Mond wirken, wenn er in der Nähe des Horizonts steht, klein wie ein Stecknadelkopf hingegen, wenn er hoch am Himmel zu sehen ist. Kohler konstatiert: »Dort verschätzen wir uns grundsätzlich.«

 

Mit Lichtbrechung oder anderen physikalisch-astronomischen Vorgängen hat dieser Effekt nichts zu tun, sondern er ist eine echte optische Täuschung, erzeugt von unserem Gehirn. Die Wahrnehmungspsychologie liefert unter anderem folgenden Erklärungsansatz: Wegen der ungleich verteilten Tiefeninformation nehmen die meisten Menschen das Firmament nicht als Halbkugel wahr, sondern als abgeflachte Kuppel. Der Zenit kommt uns hierdurch viel näher vor als der Horizont. Befindet sich der Mond im Zenit, also direkt über uns, unterschätzen wir seine Entfernung zur Erde.

 

Dieses Unterschätzen lässt den Mond in unseren Augen schrumpfen, weil unser Gehirn sich an das Prinzip der sogenannten Größenkonstanz hält. Demnach werden Objekte umso größer umgerechnet, je weiter sie entfernt sind – und umso kleiner, je geringer der Abstand ist. Weil also das Gehirn kalkuliert, der Mond sei im Vergleich zu anderen möglichen Positionen gar nicht so weit entfernt, erscheint er uns kleiner, als er wirklich ist.

Hängt der Mond hingegen hinter Bergen, Bäumen und Häusern, bettet unser Gehirn ihn in die Landschaft ein. Zwischen ihm und uns liegen viel mehr Gegenstände – es gibt also deutlich mehr Tiefeninformation, als wenn der Mond einsam im Zenit steht. Gemäß der Größenkonstanz berechnen wir eine größere Entfernung und schätzen den Mond automatisch als größer ein, obwohl auf unserer Netzhaut ein gleich großes Bild erscheint wie beim Mond im Zenit. Womöglich ist mancher Fotograf enttäuscht, wenn er feststellt, dass sich dieser schöne Effekt nicht im selben Maße mit der Kamera festhalten lässt; im Gegensatz zu unserem Gehirn lässt sich die Technik eben nicht hinters Licht führen.

 

Warum manche Menschen leichter auf optische Täuschungen hereinfallen als andere, haben britische Forscher vor einigen Jahren untersucht. Anhand von Experimenten, die mit optischen Illusionen bei Größeneinschätzungen spielen, gelangten sie zu der Annahme, dass die jeweilige Größe des Sehzentrums ausschlaggebend sein könnte: Je kleiner das besagte Areal im Gehirn, desto eher fielen die Teilnehmer auf die Illusion herein. Der Grad der Täuschung variierte demnach von Mensch zu Mensch.

 

Mehr noch: Den Wissenschaftlern zufolge bestehen Unterschiede sogar zwischen einzelnen Kulturen, was frühere Beobachtungen belegt hätten. Wieder andere Theorien besagen, dass Kinder weniger anfällig für irreführende Kontexte seien als Erwachsene. Sie schauten genauer hin und ihr Gehirn verfüge über noch kein so ausgeprägtes Repertoire an Vergleichsmöglichkeiten, heißt es. Ihrer Begeisterung für doppelte Motive und geheimnisvolle Geometrien schadet dies aber nicht: 3-D-Vorführungen und Sinnesmuseen zum Mitmachen sind regelmäßig ausgebucht. Und Schulklassen zählen zu den treuesten Besuchern. /

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