Ein leichtes Rauschen im Hintergrund hilft bei der Wahrnehmung leiser Töne, und schwach flackerndes Licht verstärkt den Sehsinn. Japanische Forscher entdeckten nun, dass dieser Effekt – bekannt unter dem Begriff stochastisches Rauschen – sogar das gesamte Reaktionsvermögen verbessern kann. Die Ursache für diese verblüffende Schärfung der Sinne liegt wahrscheinlich in der gesteigerten Neuronenaktivität, ausgelöst durch das auf den ersten Blick störende Rauschen von akustischen und optischen Signalen, berichten die Forscher im Fachblatt Physical Review Letters (Bd. 90, Artikel 218103).
Yoshiharu Yamamoto von der Universität Tokyo kontrollierte das Reaktionsvermögen und die Motorik bei 19 Testpersonen. Diesen zeigte er ein extrem stark gedimmtes Licht, dass nur gerade eben noch mit dem bloßem Auge wahrgenommen werden konnte. Sollten die Probanden eine minimale Änderung in der Helligkeit dieses Lichts erkennen, mussten sie einen Kontrollhebel in ihrer Hand zusammen drücken. Diese Druckreaktion wurde von dem Sinnesforscher registriert. Zusätzlich zu dem gedimmten Licht lenkte Yamamoto nun ein schwaches, wirr flackerndes Halogen-Licht auf eines der beiden Augen der Testpersonen.
Reagierten die Probanden ohne Flackerlicht relativ langsam und unsicher auf Veränderungen des gedimmten Lichts, verbesserte sich die Wahrnehmung deutlich, wenn zusätzlich das rauschende Halogenlicht aufflackerte. Dabei verstärkten sie – wie gewünscht – ihren Handdruck, wenn die Helligkeit des gedimmtes Lichts zunahm. Da diese Verbesserung der Wahrnehmung und der Handdruckreaktion unabhängig davon war, ob das Flackerlicht parallel zum gedimmten Licht auf das gleiche Auge oder auf das andere geschickt wurde, liegt die Ursache offensichtlich nicht im Auge, sondern bei der Signalverarbeitung im Gehirn.
Frühere Studien über die Sinnesstärkung durch stochastisches Rauschen konnten nicht belegen, ob die Sehzellen im Auge empfindlicher reagieren oder eine verbesserte Signalverarbeitung im Gehirn für diesen Effekt verantwortlich sind. Yamamoto meint nun durch seinen Versuch, die Ursache eindeutig in der Neuronenaktivität im Hirn lokalisiert zu haben. So reicht die Erzeugung elektrischer Nervenpulse, die allein durch das gedimmte Licht ausgelöst wird, kaum aus, um Veränderungen in der Helligkeit zu registrieren. Erst durch das gesteigerte, zufällige Abfeuern von Neuronensignalen, das das Flackerlicht verursacht, ist das Gehirn aktiv genug, um die Helligkeitsänderungen gut zu verarbeiten.
Yamamoto will diesen nicht linearen Effekt, bei dem die Nervenpulse nicht proportional zu den einfallenden Reizen erzeugt werden, nun weiter untersuchen. Denkbar ist die Entwicklung einer “Rausch-Brille”, die durch zufälliges Flackerlicht die optische Wahrnehmung und das Reaktionsvermögen von Menschen verbessert. Solche Geräte könnten bei der Steuerung komplexer Abläufe mit sehr schwachen Lichtschwankungen oder zur Verbesserung der Qualitätskontrolle bei optisch analysierten Produkten eingesetzt werden. Analog zur Lichwahrnehmung wäre auch ein “Rauschender Kopfhörer” für die Schärfung des Hörsinns möglich.
Jan Oliver Löfken
