Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik

Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik

Lernen, Wahrnehmung und kognitive Prozesse sind die wesentlichen Forschungsgebiete des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik in Tübingen. Die Wissenschaftler arbeiten mit experimentellen, theoretischen und methodischen Ansätzen an grundlegenden Fragen der Wahrnehmung. 2003 wurde am Institut ein Hochfeld-Magnetresonanz-Zentrum gegründet, das sich mit der methodischen Erweiterung und Anwendung von bildgebenden Verfahren beschäftigt. Dazu stehen mit 9,4 und 16,4 Tesla Magnetfeldstärke zwei der weltweit leistungsfähigsten Magnetresonanztomografen zur Verfügung.

Kontakt

Max-Planck-Ring 8
72076 Tübingen
Telefon: +49 7071 601-510
Fax: +49 7071 601-520

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS for Cognitive and Systems Neuroscience

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Neurophysiologie kognitiver Prozesse mehr
Orientierung ohne Masterplan

Orientierung ohne Masterplan

Forschungsmeldung 6. September 2016
Das menschliche Ortsgedächtnis besteht aus vielen Einzelkarten mehr
„Der Seilroboter erschließt eine neue Dimension“
Max-Planck-Direktor Heinrich Bülthoff über die Wahrnehmungsforschung mit Bewegungssimulatoren mehr
Handlungen erkennen ohne Spiegelneurone
Die Zellen sind in sozialen Interaktionen offenbar nicht so wichtig wie gedacht mehr
Optogenetik enthüllt Schaltkreise im Gehirn
Forscher weisen Verschaltung von Nervenzellen des Sehsystems funktionell nach mehr
Freund oder Feind: Wahrnehmung aus dem Augenwinkel
Am Rande unseres Blickfeldes erkennen wir Personen besser als Formen mehr
Hochauflösende MRT-Bilder

Hochauflösende MRT-Bilder

Forschungsmeldung 22. Oktober 2015
Im ultrahohen Magnetfeld lässt sich die Gehirnaktivität genauer nachweisen mehr
Seilroboter mit Passagier

Seilroboter mit Passagier

Forschungsmeldung 9. September 2015
Max-Planck-Forscher nehmen neuen Bewegungssimulator in Betrieb mehr
Orientierung in Tübingens Gassen

Orientierung in Tübingens Gassen

Forschungsmeldung 3. Juli 2015
Probanden passen ihr Ortswissen dem jeweiligen Standpunkt und der Blickrichtung flexibel an mehr
Dopamin hinterlässt Spuren im Hirnscanner

Dopamin hinterlässt Spuren im Hirnscanner

Forschungsmeldung 20. November 2014
BOLD-Signale bei der funktionellen Magnetresonanztomografie lassen nicht immer Rückschluss auf die Aktivität von Nervenzellen zu mehr
Welchen Nutzen hat die Forschung mit Affen für den Menschen?
Über kaum ein Thema wird so kontrovers gestritten, wie die tierexperimentelle Forschung im Allgemeinen und mit Primaten im Besonderen mehr
Das Kurzzeitgedächtnis schwingt synchron
Wissenschaftler haben entschlüsselt, wie das Kurzzeitgedächtnis funktioniert mehr
Der Sitz des Bewusstseins
Mindestens zwei Gehirnregionen entscheiden, was wir wahrnehmen mehr
Das menschliche Gehirn verstehen

Das menschliche Gehirn verstehen

Forschungsmeldung 19. September 2014
Funktionelle Kernspintomografie-Bilder spiegelt Eingangssignale von Nervenzellen wider mehr
Starker Kernspintomograf erstmals für Patienten genutzt

Starker Kernspintomograf erstmals für Patienten genutzt

Forschungsmeldung 10. Dezember 2012
Am Magnetresonanzzentrum entstehen hochaufgelöste Bilder aus dem Körperinneren für die Diagnose mehr
Neurale Interaktionen in Zeiten der Stille

Neurale Interaktionen in Zeiten der Stille

Forschungsmeldung 21. November 2012
Tübinger Neurophysiologen entwickeln neue Methode, um Nervenzellnetzwerke unseres Gedächtnisses zu untersuchen mehr
Bei Nebel überschätzen Autofahrer die eigene Geschwindigkeit
Max-Planck-Wissenschaftler erklären, warum bei Nebel langsamer gefahren wird mehr
Neuronale Netzwerke entscheiden, was wir wahrnehmen

Neuronale Netzwerke entscheiden, was wir wahrnehmen

Forschungsmeldung 14. Juni 2012
Über den Inhalt unserer bewussten Wahrnehmung wird nicht in einer einzigen Gehirnregion entschieden mehr

Seltene Nervenzellen in Affen gefunden

Forschungsmeldung 21. Mai 2012
Tübinger Wissenschaftler entdecken Nervenzellen in Affen, die Anhaltspunkte zur menschlichen Selbstwahrnehmung liefern könnten mehr
Tübinger Wissenschaftler entdecken neue Funktionen von Gehirnarealen, welche für das Bewegungssehen zuständig sind. mehr
Kurzzeitgedächtnis beruht auf synchronisierten Gehirnschwingungen
Wissenschaftler haben entschlüsselt, wie verschiedene Gehirnregionen während des Kurzzeitgedächtnisses miteinander kooperieren mehr
Gehirn schließt von Korrelation auf kausale Beziehung

Gehirn schließt von Korrelation auf kausale Beziehung

Forschungsmeldung 15. Dezember 2011
Forschern entschlüsseln, wie Bilder und Geräusche zu einer Wahrnehmung integriert werden mehr
Neue Einblicke in die Rekonstruktion der dritten Dimension durch das Gehirn
Eine neu entwickelte optische Täuschung gibt Aufschluss über das Geheimnis der Wiederherstellung der dreidimensionalen Gestalt von Objekten durch das Gehirn mehr
Musizieren verändert die Verarbeitung mehrfacher Sinnesreize im Gehirn
Durch Fingerübungen am Klavier werden Schaltkreise neu verknüpft mehr
Aufmerksamkeit und Bewusstsein entkoppelt

Aufmerksamkeit und Bewusstsein entkoppelt

Forschungsmeldung 10. November 2011
Im Experiment lassen sich zwei anscheinend eng miteinander verwobene Funktionen des Gehirns teilweise entflechten mehr
Stimmzellen für die Erkennung von Stimmen

Stimmzellen für die Erkennung von Stimmen

Forschungsmeldung 23. August 2011
Für die Verarbeitung mündlicher Informationen der Artgenossen sind besondere Nervenzellen reserviert mehr
Die Roboter schwärmen aus – Weiterentwicklung der Kommunikation fliegender Multi-Roboter-Systeme
Mithilfe von Computersimulationen und Prototypen entwickeln Max-Planck-Forscher die Kommunikation der Roboter untereinander weiter mehr
Einblicke in die Nervenzellaktivität tiefer Schichten der Großhirnrinde
Max-Planck-Wissenschaftler beobachten die Informationsverarbeitung im Gehirn mithilfe einer neuen Methode der Multi-Photonen-Fluoreszenzmikroskopie mehr
Ein ausgedehntes Netzwerk an Hirnregionen spricht bei Makaken auf Bilder von Gesichtern an mehr
Roboter erlernen menschliche Wahrnehmung

Roboter erlernen menschliche Wahrnehmung

Forschungsmeldung 15. Februar 2011
Michael J. Black bringt Computern bei, Daten über Ihre Umwelt so schnell und zuverlässig zu analysieren wie das menschliche Gehirn. mehr
Wahrnehmungswechsel - Schlüssel zum Bewusstsein

Wahrnehmungswechsel - Schlüssel zum Bewusstsein

Forschungsmeldung 18. November 2010
Tübinger Wissenschaftler nutzen ein Phänomen beim Sehen, um Gehirnfunktionen besser zu verstehen mehr
Der verschlungene Weg der Nervenimpulse

Der verschlungene Weg der Nervenimpulse

Forschungsmeldung 8. September 2010
Bei der elektrischen Hirnstimulation breiten sich die Nervenimpulse anders aus als bislang gedacht mehr
Gesichtserkennung auf den ersten Blick

Gesichtserkennung auf den ersten Blick

Forschungsmeldung 25. Juni 2010
Max-Planck-Wissenschaftler untersuchen, wie wir Gesichter erkennen mehr
High Noon: Duell im Labor

High Noon: Duell im Labor

Forschungsmeldung 3. Februar 2010
Menschen reagieren schneller als sie agieren, haben deutsche und britische Wissenschaftler herausgefunden mehr
Keine stille Post im Gehirn

Keine stille Post im Gehirn

Forschungsmeldung 28. Januar 2010
Die Kommunikation zwischen Nervenzellen ist effektiver als gedacht, haben Neurowissenschaftler herausgefunden mehr
Ein Gesichtsausdruck sagt mehr als tausend Worte

Ein Gesichtsausdruck sagt mehr als tausend Worte

Forschungsmeldung 22. Dezember 2009
Bewegte Bilder eignen sich besser dazu, die Stimmung einer Personen zu deuten, als ein Foto mehr
Was sagen uns Hirnwellen über die Funktion der Hirnzellen?
Wissenschaftler haben erstmals untersucht, was Hirnaktivität auf dem Kopf über lokale Aktivität im Gehirn aussagen kann mehr
Flugtraining der besonderen Art

Flugtraining der besonderen Art

Forschungsmeldung 3. Dezember 2009
Eine neue Generation von Flugsimulatoren soll den Luftverkehr sicherer machen mehr
Mobile Mikroskope blicken ins Gehirn

Mobile Mikroskope blicken ins Gehirn

Forschungsmeldung 4. November 2009
Winziges Laser-Rastermikroskop kann die Aktivität von Gehirnzellen bei frei umherlaufenden Tieren aufzeichnen mehr
Auf der Suche nach Orientierung

Auf der Suche nach Orientierung

Forschungsmeldung 20. August 2009
Warum wir im Kreis gehen, wenn wir uns verirren mehr

Flug am Roboterarm

Forschungsmeldung 13. Juli 2009
Mit simulierten Bewegungen lassen sich unbemannte Flugkörper sicherer steuern, weil sie auch den Gleichgewichtssinn des Piloten ansprechen mehr
Gehirnregionen können sich neu verschalten

Gehirnregionen können sich neu verschalten

Forschungsmeldung 6. März 2009
Weit verteilte Nervennetze im Gehirn können sich je nach Bedarf grundlegend umorganisieren mehr
Ich schau Dir in die Augen, Artgenosse!

Ich schau Dir in die Augen, Artgenosse!

Forschungsmeldung 26. Februar 2009
Menschen und Affen sind Experten für Gesichtererkennung und sich damit ähnlicher als bislang vermutet mehr
Schwieriger Blick ins Gehirn

Schwieriger Blick ins Gehirn

Forschungsmeldung 13. Juni 2008
Funktionelle Magnetresonanztomographie führt zu falschen Schlussfolgerungen, wenn methodische Grenzen ignoriert werden mehr
Gestörter Funkverkehr im Gehirn

Gestörter Funkverkehr im Gehirn

Forschungsmeldung 29. Mai 2008
Ein Botenstoff stört gezielt das Sendevermögen einer Gehirnregion und blockiert damit Informationen mehr
Ein Spaziergang durch das alte Pompeji

Ein Spaziergang durch das alte Pompeji

Forschungsmeldung 11. April 2008
EU-Projekt Cyberwalk entwickelt eine weltweit einzigartige Plattform für die Erkundung virtueller Welten mehr
Pflanzen "erkennen" mit Ultraschallechos

Pflanzen "erkennen" mit Ultraschallechos

Forschungsmeldung 21. März 2008
Lernmaschinen liefern Hinweise auf mögliche Mechanismen bei Fledermäusen mehr
Wie Nervenzellen kommunizieren

Wie Nervenzellen kommunizieren

Forschungsmeldung 6. September 2007
Das menschliche Gehirn leitet elektrische Ströme ähnlich wie ein Glas Salzwasser mehr
BACS haucht Robotern Wahrnehmung ein

BACS haucht Robotern Wahrnehmung ein

Forschungsmeldung 14. Juli 2006
Europäisches Forscherteam will Robotersysteme entscheidungsfreudiger machen mehr
Neuronales Mosaik der Töne

Neuronales Mosaik der Töne

Forschungsmeldung 19. Juni 2006
Max-Planck-Forscher haben kartografiert, wo das Gehirn bestimmte Frequenzen verarbeitet mehr
Neue Erkenntnisse bei der Hirntomografie

Neue Erkenntnisse bei der Hirntomografie

Forschungsmeldung 24. April 2006
Wissenschaftler zeigen, dass Signale der funktionellen Hirnbildgebung Abschwächungen der Hirnaktivität abbilden mehr
Neue Technik legt Karten im Gehirn offen

Neue Technik legt Karten im Gehirn offen

Forschungsmeldung 21. Dezember 2005
MPI-Forschern gelingt erstmalig die Kartierung der Aktivität, die durch elektrische Mikrostimulation des Gehirns ausgelöst wird mehr
Wo das Gehirn Gehörtes und Gefühltes miteinander vermischt
Tübinger Max-Planck-Wissenschaftler erforschen, wie das Gehirn auditorische und taktile Informationen im auditorischen Kortex verrechnet mehr
Die Grenzen der Plastizität

Die Grenzen der Plastizität

Forschungsmeldung 25. Mai 2005
Funktionelle Magnetresonanztomografie erlaubt Langzeitbeobachtung des Gehirns mit überraschendem Ergebnis mehr
CyberWalk - ungehindertes Gehen in virtuellen Welten

CyberWalk - ungehindertes Gehen in virtuellen Welten

Forschungsmeldung 20. April 2005
Europäisches Projekt zur Entwicklung einer neuartigen Laufplattform für virtuelle Welten gestartet mehr
Wo Maschinen in die Schule gehen

Wo Maschinen in die Schule gehen

Forschungsmeldung 11. Februar 2005
Ihre Studienobjekte sind Computerprogramme und Rechenalgorithmen – „Maschinen“, die komplexe Probleme lösen sollen und deren Stärke in der Verarbeitung großer und unübersichtlicher Datenmengen liegt. Lerntheoretiker um Bernhard Schölkopf vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen beschäftigen sich mit der Frage: Wie lernen Maschinen? mehr
Ins rechte Licht gerückt

Ins rechte Licht gerückt

Forschungsmeldung 7. September 2004
Deutsch-britisches Forscherteam belegt, wie sich unsere Wahrnehmung verändert, wenn das Licht nicht mehr von oben kommt mehr
Wir sehen, was wir gelernt haben

Wir sehen, was wir gelernt haben

Forschungsmeldung 17. Februar 2004
Noch im erwachsenen Alter wird unsere optische Wahrnehmung durch Lernprozesse im Gehirn optimiert, haben Tübinger Max-Planck-Wissenschaftler aufgedeckt mehr
Auch Affen können in Gesichtern lesen

Auch Affen können in Gesichtern lesen

Forschungsmeldung 27. Juni 2003
Tübinger Max-Planck-Forscher weisen nach, dass Rhesus-Affen bestimmte Laute und Gesichtsausdrücke in Verbindung bringen können / Möglicher evolutionärer Vorläufer der menschlichen Sprachwahrnehmung mehr
Rund ein tausendstel Gramm wiegt das Gehirn einer Stubenfliege, doch kann das Insekt dank dieser winzigen Steuerzentrale in Sekundenbruchteilen Bilder auswerten und rasante Flugmanöver steuern. Wie die Bewegungsdetektoren im Fliegenhirn funktionieren, beschrieb vor mehr als 50 Jahren Werner Reichardt, Gründungsdirektor am Max-Planck- Institut für biologische Kybernetik in Tübingen.
Das interessanteste Forschungsobjekt dieser Welt, abgesehen von der Welt selbst, war für Valentin Braitenberg das Gehirn. Um das komplizierteste aller Organe zu ergründen, verbrachte der ehemalige Direktor am Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik Tausende Stunden am Mikroskop. Dabei studierte er den Faserverlauf in verschiedenen Hirnregionen und suchte nach deren Funktionen.
Woran orientieren wir uns, wenn wir eine fremde Stadt erkunden? Und welche Strategien nutzen wir, um von A nach B zu finden? Das sind Fragen, mit denen sich die Wissenschaftler der Abteilung Wahrnehmung, Kognition und Handlung im Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik beschäftigen. Und sie sind sicher: Im Geiste setzen wir unsere Wege aus vielen einzelnen Informationshäppchen, also quasi aus winzigen Einzelkarten, zusammen – immer ausgehend von unserem aktuellen Standort.

Roboter mit Grips

Heft 1 /2010 Material & Technik
Maschinen sind von Haus aus dumm. Es mangelt ihnen an Flexibilität und den richtigen Reaktionen zur rechten Zeit. Wissenschaftler bemühen sich, den Robotern so etwas wie Intelligenz anzulernen.
Auf der ersten omnidirektionalen Plattform der Welt unter suchen Kybernetiker, wie das Gehirn des gehenden Menschen Hören, Sehen und Fühlen zusammenbringt.
Momentan sind keine Angebote vorhanden.
Durch die Entwicklung einer multi-modalen fMRT-Methode lassen sich die Interaktionen zwischen Neuronen, Gliazellen und Blutgefäßen im gesunden und kranken Gehirn von Tieren besser verstehen. Durch die Kombination von fMRT-Signalen einzelner Blutgefäße mit Optogenetik und genetisch kodierten Kalziumindikatoren können spezifische Beiträge vaskulärer und zellulärer Komponenten zum fMRT Signal identifiziert werden. Zukünftig soll es damit zum Beispiel möglich sein, gefäß-spezifische Biomarker bei Patienten mit vaskulärer Demenz zu identifizieren. mehr

Dem Langzeitgedächtnis auf der Spur

2016 Besserve, Michel; Logothetis Nikos K.
Kognitionsforschung Neurobiologie
Für die Informationsverarbeitung in Säugetiergehirnen ist eine komplexe Koordination der neuronalen Aktivität notwendig – von den lokalen Zellgruppen bis hin zu den Interaktionen des Gesamtgehirns. Um die Gehirnfunktion auf all diesen Ebenen zu verstehen, wird die Beziehung zwischen Aktionspotenzialen, lokalen Feldpotenzialen und der Hirnaktivität in verschiedenen Strukturen untersucht. Simultane Erfassungsmethoden und Datenanalysetechniken ermöglichen es, die Gehirnzustände zu charakterisieren, die für die Informationsverarbeitung und die Gedächtniskonsolidierung verantwortlich sind. mehr

Können Sie mir sagen, wie ich zum Ziel komme? – Die Interaktion räumlichen und sozialen Denkens

2015 de la Rosa, Stephan; Meilinger, Tobias
Kognitionsforschung Neurobiologie

Alltagssituationen erfordern oft das Zusammenspiel von Wissen über den Raum und über das soziale Verhalten anderer Personen, z. B. wenn man jemanden nach dem Weg fragt. In der bisherigen Forschung werden die Denkprozesse dieser beiden elementaren menschlichen Fähigkeiten häufig unabhängig voneinander untersucht. Um menschliches Verhalten im Alltag besser zu verstehen, erforschen Tobias Meilinger und Stephan de la Rosa vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik mit ihrer Gruppe soziale und räumliche Wahrnehmungs- und Denkprozesse sowie deren Zusammenspiel.

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Magnetresonanztomografie bei ultrahohen Feldstärken

2014 Buckenmaier, Kai; Gunamony, Shajan; Chadzynski, Grzegorz; Hoffmann, Jens; Pohmann, Rolf; Scheffler, Klaus
Kognitionsforschung Neurobiologie

Um die räumliche und zeitliche Auflösung der Magnetresonanztomografie zu verbessern, werden immer höhere Magnetfeldstärken verwendet: So wird das zu detektierende Signal verstärkt. Hierfür müssen technologische Herausforderungen, wie zum Beispiel die Entwicklung neuartiger Radiofrequenzspulen, bewältigt werden. Erste klinische Studien mit selbstentwickelten Spulen wurden bereits an Tumoren im menschlichen Gehirn bei einer Feldstärke von 9,4 Tesla durchgeführt. Verglichen wurden die Spektren von gesundem und tumorösem Gewebe. Die Ergebnisse zeigen großes Potenzial für medizinische Anwendungen.

mehr

Wie das Gedächtnis im Schlaf aufgebaut wird

2013 Eschenko, Oxana
Kognitionsforschung Neurobiologie
Eine neue Messmethode ermöglicht Einblicke in die umfassende Netzwerktätigkeit des Gehirns. Die Methode basiert auf der Kombination von elektrophysiologischen Ableitungen mit Multikontakt-Elektroden und der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) des ganzen Gehirns. Damit konnten nun die Hirnareale identifiziert werden, die in Abhängigkeit von episodischen gedächtnisbezogenen Ereignissen im Hippocampus, den sogenannten Ripples, ihre Aktivität immer wieder erhöhen oder vermindern. Die Erkenntnisse ermöglichen fortan neue Einblicke in die Mechanismen der Gedächtniskonsolidierung. mehr

Interaktionen zwischen Menschen und autonomen Robotern

2012 Robuffo Giordano, Paolo
Informatik Kognitionsforschung
Roboter nehmen Informationen aus ihrer Umgebung auf, verarbeiten und nutzen diese, um autonom Aufgaben zu erfüllen. Eine große Herausforderung besteht in der Zusammenarbeit von Menschen und Robotern im Alltagsleben. Um diese Vision zu realisieren, müssen Design und Steuerung auf die Bedürfnisse von Menschen und die Interaktion mit ihnen abgestimmt werden. Geleitet von diesen Prinzipien liegt das Ziel der Wissenschaftler darin, halb-autonome Robotersysteme (shared control scenario) zu realisieren, welche – von Menschen angeleitet – in der Lage sind, begrenzte Aufgaben selbständig zu übernehmen. mehr
Die Magnetresonanz-Bildgebung beruht auf dem Verhalten von Atomkernen in einem starken Magnetfeld. Diese Felder erreichen für Anwendungen am Menschen bis zu 9,4 Tesla, an Tieren sogar über 20 T. Die Gründe für die Verwendung immer stärkerer Magneten liegen in der Steigerung der Signalstärke und damit der Ortsauflösung, in der Eröffnung neuer Kontrastmechanismen sowie in der besseren Quantifizierbarkeit von Metabolitenkonzentrationen in der MR-Spektroskopie. Aufgrund der geänderten physikalischen Eigenschaften im Ultrahochfeld müssen neue Messtechniken entwickelt werden. mehr

Schlaue Kontrastmittel für die funktionelle Magnetresonanztomografie

2010 Angelovski, Goran
Kognitionsforschung Neurobiologie
Die Methoden der Magnetresonanztomografie (MRT) liefern wichtige Erkenntnisse für die Hirnforschung. Neben der Darstellung anatomischer Strukturen steht heute insbesondere die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT) zur Verfügung, mit der es möglich ist, dem Gehirn quasi beim Arbeiten zuzusehen. Allerdings wird bei dieser Methode der unterschiedliche Sauerstoffgehalt im Blut gemessen, und sie liefert somit nur indirekt eine Aussage über die Nervenzellaktivität. "Schlaue" Kontrastmittel sollen hier einen direkten Zugang zu der tatsächlichen Nervenzellaktivität ermöglichen. mehr

Interdisziplinäre Wahrnehmungsforschung

2009 Wallraven, Christian; Bülthoff, Heinrich H.
Informatik Kognitionsforschung
Wie erkennen wir Objekte? Wie interpretieren wir Gesichtsausdrücke? Können wir einem Computer das Sehen beibringen? In diesem Beitrag werden verschiedene Forschungsbereiche der Arbeitsgruppe „Wahrnehmung, Kognition und Handlung“ des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik vorgestellt. Die Arbeitsgruppe benutzt Methoden aus den Bereichen Computer-Vision, Computer-Grafik und Psychophysik, um fundamentale Wahrnehmungs- und Kognitionsprozesse besser zu verstehen. mehr

Der kollektiven Signalverarbeitung von Nervenzellen auf der Spur

2008 Bethge, Matthias
Mathematik Neurobiologie
Untersuchungen zur neuronalen Signalverarbeitung beruhen auf Analysen, die die Aktivität von Nervenzellen mit Reizen korrelieren. Neue Fortschritte haben die simultane Aufnahme der Aktivitäten vieler Nervenzellen ermöglicht. Mit mathematischen Methoden werden diese dazu genutzt, die Antworten ganzer Netzwerke zu bestimmen. Dies ermöglicht Analysen, wie auf der Netzhaut eingehende Bilder von den Netzwerken der Sehbahn verarbeitet werden. mehr
Die Entwicklung der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) hat in den letzten beiden Jahrzehnten maßgeblich zum Fortschritt der kognitiven Neurowissenschaften am Menschen beigetragen. Da fMRT allerdings das neuronale Geschehen nur indirekt erfasst, können kausale Aussagen über Gehirnvorgänge nur beschränkt getroffen werden. Im Folgenden wird anhand der Kombination der fMRT mit der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS) exemplarisch gezeigt, wie diese Beschränkung überwunden werden kann. Multimodale Bildgebungsmethoden eröffnen damit neue Möglichkeiten zur Erforschung des menschlichen Gehirns. mehr

Wo unser Gehirn das zusammenführt, was gehört und gefühlt wird

2006 Logothetis, Nikos
Kognitionsforschung Neurobiologie
Neue Ergebnisse zeigen, dass jene Regionen im Gehirn, die lediglich dazu dienen, einen einzigen Sinn zu prozessieren, seltener sind als klassischerweise angenommen wird. Stattdessen beschäftigt sich ein Großteil des Gehirns damit, Informationen über die Sinne hinweg zusammenzubringen und die einheitliche Wahrnehmung eines Objekts zu schaffen. mehr

Multisensorische Wahrnehmung des Menschen

2005 Ernst, Marc O.; Bülthoff, Heinrich H.
Kognitionsforschung
Um die Umwelt wahrzunehmen, nutzt unser Gehirn eine Vielzahl von Sinnesreizen, die es von verschiedenen Sinnesmodalitäten, wie Sehen, Hören oder Fühlen bekommt. Teilweise geben Informationsquellen aus verschiedenen Modalitäten Aufschluss über dieselbe Eigenschaft eines Objekts oder eines Events in der Umwelt. Zum Beispiel kann die Größe eines Objekts sowohl mit den Augen gesehen, wie auch mit der Hand gefühlt werden. Dies nennt man redundante Informationsquellen. In diesem Bericht verdeutlichen wir, wie redundante Information vom menschlichen Gehirn genutzt wird, um zielgerichtet mit der Umgebung interagieren zu können. Des Weiteren zeigen wir auf, welche Rolle Vorwissen über die statistischen Regelmäßigkeiten der Umwelt spielt und wie es unsere Wahrnehmung beeinflussen kann. Als Beschreibungsmodell dieser sensomotorischen Interaktionen dient hier die Bayes’sche Entscheidungstheorie. mehr

Statistische Lerntheorie und Empirische Inferenz

2004 Schölkopf, Bernhard
Informatik Komplexe Systeme Mathematik
Die Lerntheorie befasst sich mit der Extraktion von Gesetzmäßigkeiten aus Beobachtungen. Das Grundproblem hierbei ist die ,Generalisierung:’ die extrahierten Gesetzmäßigkeiten sollen nicht nur die bereits vorliegenden Beobachtungen (die ,Trainingsmenge’) korrekt erklären, sondern auch für neue Beobachtungen zutreffend sein. Dieses Problem der Induktion berührt Grundsatzfragen nicht nur der Statistik, sondern der empirischen Wissenschaften im Allgemeinen. Dazu gehören die Repräsentation von Daten und von Vorwissen, sowie die Komplexität oder Kapazität von Erklärungen bzw. Modellen. Wenn anhand eines Modells geringer Komplexität (in einer geeigneten Formalisierung dieses Begriffs) eine gegebene Menge von empirischen Beobachtungen hinreichend genau erklärt werden kann, dann garantiert die statistische Lerntheorie, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit auch zukünftige Beobachtungen mit dem Modell konsistent sein werden. mehr
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