Wie unser Gehirn zugleich spezialisiert und flexibel ist

JLU-Forschende untersuchen Dimensionen der visuellen Wahrnehmung – „Spezialgebiete“ im Gehirn tragen mehr zur allgemeinen Bildverarbeitung bei als gedacht

Gießen/Germany, 23. Juni 2026. – Viele kennen das Phänomen möglicherweise. Man vertieft sich in einem Thema, womit alle Sinne dorthin ausgerichtet sind. Auch bei Social Media sind die Sinne ganz auf die Abfolge der Medien getriggert die sich immer neu und in kürzeren Abständen zeigen. Man vertieft sich und verliert schlimmstenfalls das Interesse an allem anderen. Denn Erkenntnisfähigkeit, Rätselraten bringt das Gefühl von Glück und Erfülltheit mit sich, genauso wie man es von Sucht kennt. Aber, das Gehirn vertieft nicht nur, vielmehr muss man sich der Flexibilität selbst aussetzen. Das Phänomen der Neuroplastizität ermöglicht eine jederzeitige Richtungsänderung. Social media oder sich selbst eine selektiven Wahrnehmung auszusetzen, sich also nur auf eine Sache zu fokussieren ist für ein Gehirn nicht zielführend. Flexibilität muss und kann trainiert werden. Denn erst die Dinge die man theoretisch aufgenommen hat, und ihre Beispiele in der Realität finden, finden den Weg vom Verstand ins Herz und erreichen damit ihre Emotionalität.

Forschende der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) zeigen nun das ein Gehirn gleichzeitig spezialisiert und flexibel sein kann. Die Studie hinterfragt, wie wie Menschen, Objekte und Orte von einem Gehirn zuverlässig erkannt werden können und das Gehirn doch zeitgleich flexibel auf immer neue Situationen reagieren kann!

Lange gingen viele Forschende davon aus, dass es im menschlichen Gehirn klar abgegrenzte „Spezialgebiete“ für die Wahrnehmung gibt, etwa für Gesichter, Körper oder Orte. Diese Bereiche reagieren besonders stark, wenn wir genau diese Kategorien sehen. Die neue Studie zeigt nun: Diese spezialisierten Regionen sind vielseitiger als bisher angenommen. Sie verarbeiten gleichzeitig mehrere Arten von Bildinformationen, die sich flexibel kombinieren lassen.

Das Forschungsteam analysierte einen der bisher größten Datensätze funktioneller MRT-Aufnahmen zur natürlichen Bildwahrnehmung. Mit einer funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) lässt sich messen, welche Bereiche des Gehirns aktiv werden, während Menschen bestimmte Aufgaben erledigen. In der Studie betrachteten die Versuchspersonen eine große Vielfalt von Alltagsbildern, während ihre Hirnaktivität aufgezeichnet wurde.

Mit einer datengesteuerten Auswertungsmethode suchten die Forschenden nach wiederkehrenden Aktivitätsmustern im Gehirn. Dabei identifizierten sie mehrere „Dimensionen” der Bildverarbeitung, also grundlegende Bildeigenschaften wie das Vorkommen von Personen, Gesichtern oder Händen, oder ob eine Szene drinnen oder draußen spielt.

Das Ergebnis lässt sich mit dem Bild einer Meereslandschaft veranschaulichen: Bislang sah man vor allem einzelne Inseln aus dem Wasser ragen, die bekannten spezialisierten Regionen. Mit ihrer Studie sind die Forschenden gewissermaßen unter die Wasseroberfläche getaucht und konnten dort eine viel komplexere Landschaft erkennen. „Dieselben Dimensionen ziehen sich als zusammenhängende Muster über weite Teile des visuellen Systems und verbinden somit die ‚Inseln‘ miteinander“, sagt Erstautor Leonard van Dyck. „Das visuelle System ist offenbar nicht in streng getrennte Bereiche aufgeteilt. Selbst Bereiche, die bisher als hochgradig spezialisiert galten, tragen also vermutlich weit mehr zur Bildverarbeitung bei als nur zu ihrer bevorzugten Kategorie.“

Dass spezialisierte Regionen mehrere Dimensionen nutzen, die sich für ganz unterschiedliche Aufgaben kombinieren lassen, konnten die Forschenden durch die fMRT-Aufnahmen direkt im Gehirn sehen – diese Dimensionen sind also nicht nur ein theoretisches Konstrukt. „Genau dieses Zusammenspiel von Spezialisierung und Flexibilität könnte erklären, wie unser visuelles System gleichzeitig präzise und erstaunlich anpassungsfähig bleibt“, so Prof. Dr. Katharina Dobs, Professorin für Angewandte Informatik mit dem Schwerpunkt Kognitive Systeme am Institut für Informatik der JLU.

Die Studie löst damit einen scheinbaren Widerspruch auf: Spezialisierte Hirnregionen und ein gemeinsames Verarbeitungssystem sind keine Gegensätze, sondern zwei Seiten derselben multidimensionalen Organisation. „Dieses Prinzip vertieft nicht nur unser Verständnis des menschlichen Sehens“, sagt Prof. Dr. Martin Hebart, Professor für Computational Cognitive Neuroscience and Quantitative Psychiatry am Fachbereich Medizin der JLU. „Es könnte auch als Vorbild für die Entwicklung künstlicher Bildverarbeitungssysteme dienen.“

Originalpublikation:

van Dyck, L. E., Hebart, M. N., Dobs, K. (2026). Multidimensional feature tuning in category-selective areas of human visual cortex. Journal of Neuroscience.
https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0038-26.2026