Am 11. Juli 2025 veröffentlichten Forscher von der Justus-Liebig-Universität Gießen in Kooperation mit der Yale University einen bahnbrechenden Artikel in der Fachzeitschrift PNAS, der die Wahrnehmung von 3D-Formen maßgeblich beeinflussen könnte. Die Studie untersucht, wie Menschen Schattierungen wahrnehmen und deren Einfluss auf die Konstruktion dreidimensionaler Bilder im Gehirn.
Bisher ging man davon aus, dass das menschliche Gehirn Schattierungen ähnlich wie Maschinen interpretierte, indem es Form und Beleuchtung rückwärts konstruiert. Diese Studie stellt dieses Konzept in Frage. Die Forscher zeigen, dass das Gehirn sogenannte „Kanten-Detektoren“ verwendet, um Linien zu identifizieren und 3D-Formen zu skizzieren. Schattungsmuster, die im Gehirn erscheinen, skizzieren verschwommene Linien, die den 3D-Kurven von Objekten folgen.
Neue Erkenntnisse zur Schattierungswahrnehmung
Ein zentrales Ergebnis der Forschung ist, dass für die Wahrnehmung von 3D-Formen keine physikalisch korrekten Schattierungen notwendig sind. Selbst „seltsame“ Schattierungen, die physikalische Regeln brechen, erzeugen ähnliche Wahrnehmungen wie korrekte Schattierungen. Dies gilt für schattierte Objekte, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, von matt bis chromglänzend. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Kantendetektion eine größere Rolle in der visuellen Wahrnehmung spielt als bisher angenommen.
Das Forschungsteam plant bereits weitere Studien, um zu untersuchen, wie gelernte Beziehungen zwischen Linienmustern und 3D-Objekten die menschliche Wahrnehmung beeinflussen. Dies könnte weitreichende Implikationen für unser Verständnis von Wahrnehmungspsychologie und der Art und Weise, wie wir visuelle Informationen verarbeiten, haben.
Wahrnehmungspsychologische Grundlagen
Die Wahrnehmungspsychologie, welche die subjektive Komponente der Wahrnehmung behandelt, spielt in diesem Kontext eine entscheidende Rolle. Sie untersucht die Unterschiede zwischen objektiv messbaren physikalischen Eigenschaften und der subjektiven Wahrnehmung von Reizen, die oft nicht vollständig durch objektive Sinnes physiologische Aspekte erklärt werden können.
Beispielsweise wird ein Laubbaum nicht als eine Ansammlung einzelner Blätter wahrgenommen, sondern als ein Gesamtobjekt. Diese subjektive Wahrnehmung kann durch optische Täuschungen verdeutlicht werden, die die Diskrepanz zwischen dem, was wir sehen und dem, was tatsächlich ist, hervorheben. In diesem Prozess des Wahrnehmens sind mehrere Stufen involviert: Empfinden, Organisieren und Einordnen, die alle notwendig sind, um Sinneseindrücke zu verstehen und zu interpretieren.
Des Weiteren wird deutlich, dass Erfahrung die Wahrnehmung beeinflusst, wie bereits von Hermann von Helmholtz beschrieben. Auch die ökologische Wahrnehmungstheorie von James J. Gibson weist darauf hin, dass die Wahrnehmung von der Analyse von Umweltinformationen und den spezifischen Handlungsmöglichkeiten abhängt, die Lebewesen haben.
Die Erkenntnisse dieser Studie könnten nicht nur für die Grundlagenforschung zur Wahrnehmung von Bedeutung sein, sondern auch Anwendungen in verschiedenen Bereichen finden, von der visuellen Kunst bis hin zur Robotik. Weitere Informationen sind unter anderem im Masterstudiengang „Mind, Brain and Behaviour“ an der JLU verfügbar.
