Einleitung

Eine wichtige Aufgabe unseres Sehsystems ist es, Objekte in unserer Umwelt zu erkennen bzw. wiederzuerkennen. Dies funktioniert auch dann, wenn wir die Objekte in unterschiedlicher Entfernung sehen, und dadurch ein größeres oder kleineres Abbild auf unserer Retina (Netzhaut) entsteht. Die Objekterkennung ist also invariant gegenüber der Entfernung des Objekts bzw. der Größe des Retinabildes. Eine Modellvorstellung, wie das Sehsystem Größen-Invarianz leisten könnte, basiert darauf, dass der primäre Sehkortex das Netzhautbild in seine Ortsfrequenz-Komponenten zerlegt, entsprechend einer zweidimensionalen, räumlichen Spektralanalyse. Einzelne Neuronen wirken dabei wie Filter für bestimmte Ortsfrequenzen. Sehen wir das gleiche Objekt einmal nah und dann weiter entfernt, so enthält sein Abbild auf der Retina einmal niedrigere (nah), und dann höhere Ortsfrequenz-Komponenten (fern). Um Objekte entfernungsinvariant zu erkennen, könnte die Filter-Charakteristik der Neuronen jeweils an die Entferung angepasst werden. Andererseits könnte der Informationsfluss in Abhängigkeit von der Objektentfernung auf andere Filterkanäle umgeschaltet werden. Um solche Hypothesen mit elektrophysiologischen Experimenten zu überprüfen, müssen die Antworten von Neuronen des Sehsystems auf Objekte in unterschiedlicher Entfernung und der Zusammenhang mit der Filter-Charakteristik der jeweiligen Neuronen analysiert werden. In einer Voruntersuchung muss dazu jeweils die Ortsfrequenz- und Orientierungs-Charakteristik der abgeleiteten Neuronen bestimmt werden, was das Ziel der vorliegenden Arbeit ist. Dazu wurden die Antwort-Eigenschaften von Nervenzellen im primären Sehkortex wacher Affen untersucht, speziell die Antworten auf Kontrastgitter mit sinusförmigem Helligkeitsprofil (im folgenden als Sinusgitter bezeichnet). Zunächst folgt eine kurze Einführung in die ersten Verarbeitungsstufen des Sehsystems der Primaten. Abschnitt 2.2 erklärt, was Ortsfrequenzen und Sinusgitter sind, und was man bisher über die Reaktion von Neuronen des primären Sehkortex auf Sinusgitter weiß. Danach werden die einzelnen Fragestellungen dieser Arbeit erläutert. Kapitel 3 erklärt die dazu verwendeten Methoden. Schließlich werden die Ergebnisse der Messungen gezeigt (Kapitel 4) und ihre Bedeutung erörtert (Kapitel 5).