Warum ist das Bild auf der Netzhaut verkehrt herum

Vor hundert Jahren stand die Welt für den Psychologen George Stratton eine Woche lang Kopf.

Reto U. Schneider 01.04.2004, 03.00 Uhr

ES WAR 12 UHR MITTAGS , als George Stratton seinem Gehirn eine Aufgabe stellte, vor der noch nie zuvor ein Gehirn gestanden hatte. Der 31-jährige Psychologe von der University of California in Berkeley zurrte eine Art Maske am Gesicht fest: einen gepolsterten Gipsabdruck seiner Augenpartie, aus dem am Ort des rechten Auges ein kurzes Rohr mit vier Linsen ragte. Das linke Auge war zugegipst. Sofort wurde jede Aktion zur umständlichen Kette aus kurzen Bewegungen und ständigen Korrekturen: Die Linsen vor Strattons rechtem Auge stellten seine Welt auf den Kopf. Was oben war, war unten, und umgekehrt. Sieben Tage lang wollte er beobachten, wie sein Gehirn mit der neuen Weltsicht umgehen würde.

Strattons Experiment sollte 1896 ein jahrhundertealtes Rätsel lösen. 1604 beschrieb Johannes Kepler, wie ein Bild auf der Netzhaut unserer Augen zustande kommt. Ein paar Jahre später kratzte einer die Lederhaut vom hinteren Teil eines Ochsenauges und sah, dass Kepler recht hatte: Die Strahlen kreuzen sich in der Linse des Auges. Das Bild, das auf die Netzhaut fällt, zeigt die Welt auf dem Kopf.

Warum sehen wir sie dann aufrecht? Diese Frage ist zwar naheliegend, aber sinnlos. Es gibt im Gehirn keinen kleinen Mann, der das verkehrte Bild auf einer Leinwand betrachtet und merkt, dass es auf dem Kopf steht. Das Netz von Gehirnzellen, das die Signale vom Auge verarbeitet, kennt kein oben und unten. Das Gehirn stellt einfach einen einheitlichen Eindruck aus Bild, Ton und Tastempfindungen her, damit wir den Fuss dort spüren, wo wir ihn sehen, und umgekehrt.

Doch es gab eine zweite Frage: Muss das Bild auf der Netzhaut auf dem Kopf stehen, damit wir die Welt aufrecht wahrnehmen können? Oder könnte sich das Gehirn auch an eine andere Orientierung gewöhnen?

Am Anfang des Experiments litt Stratton unter leichter Übelkeit. Jede Drehung seines Kopfs schien alles um ihn herum in Bewegung zu setzen. Das alte Bild der Welt erwies sich als hartnäckig. Wenn Stratton sich einen eben verkehrt gesehenen Gegenstand ins Gedächtnis rief, drehte sein Hirn ihn sofort um. Wollte er nach etwas greifen, bewegte er die falsche Hand. Seine Notizen machte er, ohne aufs Blatt zu schauen, die ungewohnte Sicht hätte ihm das Schreiben verunmöglicht. Je länger das Experiment dauerte, desto stärker passte sich das Gehirn jedoch an. Am fünften Tag konnte Stratton wieder durchs Haus gehen, ohne alles mit den Händen ertasten zu müssen.

Am längsten dauerte die Umstellung bei der Wahrnehmung seines eigenen Körpers. Strattons Gehirn versuchte ständig, aus den widersprüchlichen Signalen von Augen, Ohren und Haut eine Einheit zu bilden. Solange er seine Arme und Beine nicht sah, fühlte er sie am alten Ort, doch wenn sie ins Blickfeld gerieten und er sich stiess, meldete das Gehirn den Stoss von dort, wo er das Bein sah. Das führte zu bizarren Täuschungen: Sah Stratton nur einen Fuss, stellte er sich den anderen in der alten Repräsentation vor: 180 Grad in die andere Richtung.

Das Sehen triumphierte auch über das Hören: Das Tappen seiner Schritte schien, verglichen mit der alten Sicht, aus der gegenüberliegenden Richtung zu kommen. Einzig jene Körperteile, die er im eingeschränkten Gesichtsfeld der Umkehrbrille nicht sehen konnte, widersetzten sich der Umstellung. Obwohl er beim Essen die Gabel aus seiner Perspektive zu einem Ort oberhalb seiner Augen führte, wurde die Illusion, dort befinde sich sein Mund, durch die Berührung der Lippen sofort zerstört. Ab und zu gelang ihm der kubistische Akt, seine Stirn unterhalb seiner Augen zu fühlen: Für einen Moment hatte er den Mund in der Stirn.

In Lehrbüchern wird oft der Eindruck erweckt, gegen Ende des Experiments habe Stratton die Welt wieder dauernd aufrecht gesehen. Tatsächlich konnte er den Eindruck einer aufrechten Welt nur mit grosser Konzentra tion und für kurze Momente gewinnen.

Trotzdem kam er nach 87 Stunden mit der Umkehrbrille – in der Nacht trug Stratton eine Augenbinde – zum Schluss: «Das umgekehrte Bild auf der Netzhaut ist nicht erforderlich für ‹aufrechtes Sehen›.» Das Gehirn könne aus einem gedrehten Bild die Harmonie herstellen zwischen dem, was man sieht, und dem, was man spürt.

Diese Harmonisierung der Sinne enthält die eigentliche Bedeutung von «aufrecht sehen». Denn das Gesehene kann nicht für sich aufrecht oder verkehrt stehen, sondern nur in Beziehung zu dem, was die anderen Sinne melden. Dass die Welt für Stratton am Schluss des Experiments noch immer meistens auf dem Kopf stand, hatte nicht damit zu tun, dass sich sein Gehirn der neuen Sicht nicht angepasst hatte, sondern damit, dass es sich noch daran erinnerte, wie die Welt vorher ausgesehen hatte.

Als Stratton seine Umkehrbrille absetzte, kam ihm zwar fremd vor, was er sah, aber die Welt stand aufrecht. Er benutzte die falsche Hand, wenn er nach etwas greifen wollte, und duckte sich, wenn er sich eigentlich strecken wollte. Doch diese Störungen waren nach einem Tag verschwunden.

Das Experiment wurde wiederholt und erweitert. Die Versuchspersonen trugen beispielsweise Spiegel, die den Blick umlenkten, als hätten sie ihre Augen im Rücken. Die Resultate blieben im Wesentlichen dieselben. Das Gehirn kann sich anpassen. Die Leute gingen mit Umkehrbrillen sogar bergsteigen und fuhren mit dem Velo durch den Stossverkehr.

Dieser Artikel stammt aus dem Magazin NZZ Folio vom April 2004 zum Thema "Aus dem Osten". Sie können diese Ausgabe bestellen oder NZZ Folio abonnieren.