Wie Raumrepräsentation im Gehirn entsteht

Im Alltag bewegt sich ein Mensch normalerweise durch seine Umgebung, indem er Hindernissen ausweicht oder auf sie zugeht. Hierfür muss das Gehirn eine räumliche Karte seiner Umgebung erstellen und wichtige sensorische Informationen verarbeiten (haptische, visuelle und akustische Wahrnehmung).

Grundlagenforschung

Gesundheit

Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts SPATIALDEVELOPMENT war dieses externe Referenzsystem und der Einfluss der einzelnen Sinne. Hierfür wurde das Verhalten von Kindern und Patienten mit gestörter Sinnesverarbeitung mittels nicht-invasiver Hirnbildgebung untersucht. Die Forscher untersuchte, wie Kinder und Erwachsene anhand der Eigenschaften räumlicher und nichträumlicher Objekte die Fähigkeit zur Objektdifferenzierung entwickeln. Die Frage war, ob bestimmte Handbewegungen notwendig sind, um Objekte zu unterscheiden, die nur in einem Merkmal (Größe, Form, Textur oder Gewicht) voneinander abweichen. Weiterhin war die Frage, ob Raumreferenz entwickelt und automatisch angewendet wird. Wie sich zeigte, ist die Entwicklung des Raumreferenzsystems etwa im achten Lebensjahr abgeschlossen und wird automatisch angewendet. Die Wissenschaftler untersuchten auch die visuell-propriozeptive Wahrnehmung (Sehvermögen und Erkennen der räumlichen Lage eines Körpers) als Marker für die Entwicklung des räumlichen Referenzsystems. Hierfür sollten Probanden im Alter von 8 bis 65 Jahren eine nicht sichtbare Hand in einer virtuellen 3D-Umgebung auf ein Objekt richten. Durch Verzerrung des Feedbacks wurde dann suggeriert, dass sich die Hand in einer anderen Position oder Richtung befindet, sodass der Proband zum richtigen Lösen der Aufgabe eine Anpassung vornehmen musste. Die Ergebnisse zeigten, dass die jüngsten Kinder Verzerrungen ihrer wahrgenommenen Handposition langsamer und schlechter ausgleichen als ältere Kinder und Erwachsene. SPATIALDEVELOPMENT lieferte neue Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Gehirns und warf grundlegende Fragen auf, etwa, ob die Plastizität des Gehirns ausreicht, um die Lösung räumlicher Aufgaben verbessern zu können und dadurch eine spontane Anwendung des räumlichen Referenzsystems früher in der Entwicklung möglich ist. Die neuen Daten zur Raumrepräsentation im menschlichen Gehirn könnten die Entwicklung von Hilfsmitteln für Menschen mit gestörter Sinnesverarbeitung und Geräte wie Operationsroboter und sensorische Implantate voranbringen.

Schlüsselbegriffe

Raumrepräsentation, SPATIALDEVELOPMENT, gestörte Sinnesverarbeitung, räumliches Referenzsystem

The development of spatial representations: a prospective and retrospective approach

Wie Raumrepräsentation im Gehirn entsteht

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