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Wie sich Rennmäuse im Licht der untergehenden Sonne orientieren

22.01.2015 - (idw) Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience

Hellbraun bleibt hellbraun: Die Fellfarbe ihrer Artgenossen erscheint für Rennmäuse auch unter verschiedenen Lichtverhältnissen gleich. Münchner Neurobiologen weisen erstmals die Fähigkeit der Farbkonstanz bei Nagetieren nach. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Vision erschienen. Ein grüner Apfel ist grün das Grün ist aber nicht immer gleich. Ändern sich die Lichtverhältnisse wie etwa beim Sonnenuntergang so ändert sich auch das Wellenlängenspektrum, das von der Frucht reflektiert wird und auf unsere Netzhaut fällt. Trotzdem erkennen wir die Farbe des Apfels als grün. Das menschliche Gehirn sorgt für eine Kompensation der äußeren Lichtverhältnisse, indem es die Farb- und Helligkeitszusammensetzung des gesamten Sichtfelds auswertet. Diese Fähigkeit ist als Farb- und Helligkeitskonstanz bekannt und hilft, Objekte zu identifizieren. Forscher am Bernstein Zentrum München und der Ludwig-Maximilians-Universität München um Kay Thurley und Thomas Wachtler haben nun untersucht, ob auch Nagetiere diese bemerkenswerte Wahrnehmungsleistung zeigen.

In der Studie zeigten die Forscher Rennmäusen Farbfelder auf andersfarbigem Hintergrund. Die Tiere saßen dabei vor einer Leinwand auf einer Kugel, die wie ein Laufrad funktionierte. Sie konnten sich damit virtuell auf die Zielreize zubewegen und einen davon als Antwort auswählen. Während des Experiments sollte die eine Hälfte der Tiere das Objekt wählen, bei dem das Testfeld im Vergleich zu seinem Hintergrund eher grünlich erschien. Die andere Hälfte sollte das Farbfeld angeben, das als bläulicher wahrgenommen wurde. Gaben die Nagetiere die richtige Antwort, so erhielten sie eine Futterbelohnung.

Trotz wechselnder Farbzusammensetzung in den einzelnen Versuchsdurchläufen wählten die Rennmäuse zuverlässig das richtige Farbfeld, beschreibt Thomas Wachtler das Ergebnis. Ein grüner Apfel oder eine braune Fellfarbe erscheint den Nagetieren somit unter verschiedenen Lichtbedingungen als grün oder braun. Auch die Helligkeit eines Objektes nehmen die Tiere trotz wechselnder Lichtverhältnisse gleichbleibend wahr, wie die Forscher in einem weiteren Experiment zeigten. Die Rennmäuse sind damit die ersten Nagetiere, bei denen die Fähigkeit der Farb- und Helligkeitskonstanz nachgewiesen wurde. Die Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass diese grundlegende Wahrnehmungsleistung im Tierreich weit verbreitet ist.

Für die tag- und dämmerungsaktiven Rennmäuse ist es überlebenswichtig, Objekte unter wechselnden Lichtverhältnissen zu erkennen. Sie orientieren sich anhand ihres Sehsinns um Futter zu finden oder Artgenossen zu erkennen , erklärt Kay Thurley, Hauptautor der Studie. Aber auch für die Neurobiologie hat das Ergebnis große Bedeutung: Rennmäuse werden gerne als Tiermodell für die Untersuchung des Hörsinns genommen. Sie haben im Gegensatz zu anderen Nagern aber auch einen gut ausgeprägten Sehsinn. Gerade für Experimente in virtuellen Realitäten eignen sich die Nager daher gut, so Thurley.

Das Bernstein Zentrum München ist Teil des Nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience. Seit 2004 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dieser Initiative die neue Forschungsdisziplin Computational Neuroscience mit über 180 Mio. . Das Netzwerk ist benannt nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1835-1917).

Weitere Informationen erteilen Ihnen gerne:
PD Dr. Thomas Wachtler
Ludwig-Maximilians-Universität München
Department Biologie II
Großhaderner Straße 2
82152 Martinsried
Tel: +49 (0)89 2180 74810
Email: wachtler@bio.lmu.de

Dr. Kay Thurley
Ludwig-Maximilians-Universität München
Department Biologie II
Großhaderner Straße 2
82152 Planegg-Martinsried
Tel: +49 (0)89 2180 74823
E-Mail: thurley@bio.lmu.de

Originalpublikation:
C. Garbers, J. Henke, C. Leibold, T. Wachtler & K. Thurley (2015): Contextual processing of brightness and color in Mongolian gerbils. Journal of Vision, 15(1), 1 13.
doi: 10.1167/15.1.13 Weitere Informationen:http://www.bccn-munich.de/people/kay-thurley Webseite Kay Thurleyhttp://neuro.bio.lmu.de/research_groups/res-wachtler_th Webseite Thomas Wachtlerhttp://www.uni-muenchen.de Ludwig-Maximilians-Universität Münchenhttp://www.bccn-munich.de Bernstein Zentrum Münchenhttp://www.nncn.de Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience

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