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Wahrnehmung: Augen schaun voraus, Gehirn denkt nach
Zügige Augenbewegungen erfolgen schneller als die Änderungen der Hirnaktivität, durch die sie repräsentiert werden. Mit diesem überraschenden Befund erklären Neurowissenschaftler aus Marburg, Bochum und Newark in den USA bestimmte Wahrnehmungsfehler. Dem Team ist es erstmals gelungen, den Zeitverlauf von Nervensignalen zu messen, die dem Gehirn die Eigenbewegung der Augen rückmelden. Die Forscher um Professor Dr. Frank Bremmer von der Philipps-Universität veröffentlichen ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Current Biology“ vom 7. Februar 2012.
Beim Lesen der vorliegenden Nachricht bewegen sich die Augen ruckartig von einem Punkt zum anderen; „Sakkaden“ heißen diese Augenbewegungen im Jargon der Fachwissenschaftler. Das Bild des ruhenden Textes jagt hierbei mit hoher Geschwindigkeit – fast 1.000° pro Sekunde – über die Netzhaut. Trotzdem nehmen wir… Weiterlesen
Fliegende Roboter: Wissenschaftler entwickeln Kommunikation von Robotern untereinander weiter
Der Quadcopter ist ein kleiner, unbemannter Flugkörper, der an einen Hubschrauber erinnert. Es ist mit Sensoren ausgestattet, die fortlaufend seine Höhe und Beschleunigung messen. Mit Hilfe dieser Bewegungsdaten werden in der Bodenstation die Wahrnehmungen simuliert, die ein Pilot gespürt hätte, wenn er den Flug im Cockpit miterlebt hätte. Bild: Martin Breidt / Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik
Forscher des Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie entwickeln mithilfe von Computersimulationen und Prototypen die Kommunikation der Roboter untereinander weiter
Wäre es nicht schön, wenn jeder Haushalt mit einem elektronischen Helfer ausgestattet wäre oder Roboter die Aufgaben erfüllen, die für Menschen lästig oder gefährlich sind? Was in Filmen wie „Der 200 Jahre Mann“ oder „I-Robot“ längst Alltag ist, steckt in der Realität noch in den Kinderschuhen. Paolo… Weiterlesen
Sinneswahrnehmungen: Stimmzellen für das Erkennen von Stimmen
Zwei Rufe von Rhesusaffen (oben: Amplitude der Laute über die Zeit; unten: Energie für jede Frequenz über die Zeit). Illustration: Catherine Perrodin/MPI für biologische Kybernetik
Spezielle Nervenzellen sind für die Verarbeitung von gesprochenen Informationen der Artgenossen reserviert
Die Stimme des Menschen ist genauso charakteristisch wie sein Gesicht – häufig lässt sich ein Bekannter über eine Nachricht auf dem Anrufbeantworter identifizieren, selbst wenn er vergessen hat, seinen Namen zu nennen. Der Hauptbereich der Gesichtserkennung liegt im unteren Schläfenlappen. Dort treten gehäuft Nervenzellen auf, die auf Gesichter deutlich stärker reagieren als auf andere Bilder. Forscher des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik in Tübingen haben sich auf die Suche nach vergleichbaren Strukturen bei der Verarbeitung von Stimminformationen im Gehirn gemacht. Bei Rhesusaffen sind sie… Weiterlesen
Streicheleinheiten für Roboter
Der Ingenieur Philipp Mittendorfer (TU München) mit dem Roboter Bioloid, der 31 sechseckige Sensormodule verteilt über den ganzen Körper besitzt. Die Sensormodule messen Temperatur, Berührung und Beschleunigung, ähnlich wie die menschliche Haut. Foto: Andreas Heddergott / TU München
Sanfte Streicheleinheiten und Wärme werden Roboter bald mit ihrer Oberfläche fühlen können. Wissenschaftler des Exzellenzclusters CoTeSys stellen an der TU München (TUM) nun kleine sechseckige Plättchen her, die miteinander verbunden eine sensible Haut für die „Maschinen mit Köpfchen“ bilden. Die wird ihnen nicht nur helfen, sich besser in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Sie wird den Robotern auch erstmals erlauben, eine Vorstellung von sich selbst zu bekommen. Ein einzelner Roboterarm ist bereits teilweise mit den Sensoren bestückt und beweist, dass das Konzept funktioniert.
Unsere… Weiterlesen
Wichtiger Abstimmungsvorgang zwischen Gleichgewichtssinn und Auge verstanden
Damit unser Auge ein scharfes und ruckelfreies Bild liefert, muss es eng mit dem Gleichgewichtssinn gekoppelt sein. Ist die Abstimmung gestört, sehen wir unscharf und uns wird schwindelig. Forscher des Bernstein Zentrums München, der LMU München und des Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrums IFB-LMU konnten nun eine wichtige Stufe des Zusammenspiels aufklären: ob Nervenzellen dieser Einheit Informationen über den Beginn oder die Dauer einer Kopfbewegung an die Augenmuskeln leiten, hängt von einem einzigen Membran-Kanaltyp und der Vernetzung der Zellen untereinander ab. Optimierte Schwindel-Therapien und Entwicklungen ruckelfreier Kamerasysteme könnten von der Forschung profitieren.
Gerade einmal drei Verarbeitungsschritte im Gehirn sind nötig, um Daten aus dem Gleichgewichtsorgan zu verarbeiten und an die Augenmuskeln zu leiten. Dadurch kann sich das Sehsystem in Sekundenbruchteilen an… Weiterlesen
Separate Kodierung von Orientierung und Bewegung im Gehirn zum ersten Mal gezeigt
Fährt mein Zug an oder der am Gleis gegenüber? Welcher Zug sich in Bewegung setzt, erkennt man oft erst dann, wenn man beim Blick aus dem Fenster Relativbewegungen von Konturen an verschiedenen Orten erfasst hat. Doch wie werden diese unterschiedlichen Informationen gleichzeitig durch dasselbe Netzwerk aus Millionen aktivierter Nervenzellen im Gehirn geschleust? „Nervenzellen synchronisieren sich mit unterschiedlichen Partnern in verschiedenen Frequenzen“, erklärt Dr. Dirk Jancke, Neurowissenschaftler an der Ruhr-Universität in Bochum.
So entstehen sich überlagernde Aktivitätsmuster, die jeweils Richtung, Geschwindigkeit und Orientierung von Objekten abbilden. Dieses „Gehirn-Multiplexing“ zeigen Bochumer Wissenschaftler zusammen mit Kollegen der Universität Osnabrück mit Hilfe eines neuen bildgebenden Verfahrens, des „Real-time Optical Imagings“. Ihre Ergebnisse sind im Journal „NeuroImage“ veröffentlicht.
Optische Messung von Gehirnaktivität in Echtzeit
Das… Weiterlesen