Die Erkennung von Eigenschaften und Kontrasten virtueller Objekte bei <em>Gnathonemus petersii</em>

Abstract

Der schwach elektrische Fisch Gnathonemus petersii orientiert sich in seiner Umwelt mittels eines elektrischen Sinnes. Dazu erzeugt er elektrische Pulse von geringer Spannung, deren Veränderung durch Objekte er mit Rezeptoren auf seiner Hautoberfläche wahrnehmen kann. Diese Veränderungen wirken sich in den elektrischen Pulsen (Electric Organ Discharges, EOD) in zwei verschiedenen Parametern aus: der Amplitude des Signals und seiner Wellenform. Zwei verschiedene Rezeptortypen, welche der aktiven Elektroortung dienen, nehmen diese beiden Parameter wahr und ermöglichen es dem Tier so, Informationen über die elektrischen Eigenschaften seiner Umwelt zu gewinnen.<br /> Von verschiedenen Sinnen ist es bekannt, dass in ihren Systemen Unterschiede zwischen zwei Reizzuständen nach dem Weber-Fechner-Gesetz bestimmt werden. Dabei werden die Dynamikbereiche dieser Sinne vergrößert, indem Unterschiede relativ zueinander wahrgenommen werden. Absolute Stimulusunterschiede sind nicht der ausschlaggebende Parameter. In der vorliegenden Arbeit wurde für den elektrischen Sinn Gnathonemus petersiis bestimmt, ob er ebenfalls dieser Vorgehensweise folgt. Dazu wurden dem Tier unter Ausnutzung einer natürlichen Reaktion auf neue Reize, der Novelty Response, verschiedene elektrische Objektzustände präsentiert und anhand der Stärke der Reaktion auf die Wahrnehmungsleistung geschlossen. Die Ergebnisse zeigen, dass Gnathonemus petersii bei der Unterscheidung von elektrischen Widerständen dem Weber-Fechner-Gesetz folgt. <br /> Weiter wurde bestimmt, wie viele elektrische Pulse einem Reizwechsel vorausgehen müssen, damit die Tiere einen Wechsel des Objektzustandes wahrnehmen können. Vorliegende Daten zeigen, dass bereits einzelne EODs genügen, um eine Unterschied zwischen zwei Objekten zu erkennen. Je mehr EODs jedoch zur Verfügung standen, bevor es zum Wechsel der Objekteigenschaften kam, umso stärker reagierten die Fische. Dies lässt auf einen sensorischen Speicher schließen, der aus den zurückliegenden EODs gebildet und nach und nach erneuert wird. <br /> Ferner wurde eine Hypothese getestet, wonach die Tiere Veränderungen, die von bestimmten Kombinationen aus Widerständen und Kapazitäten erzeugt werden, nicht unterscheiden können, weil es verschiedene Kombinationen gibt, die gleichartige Effekte erzeugen können. Diese Möglichkeit einer elektrischen Farbe und der Verwechslung „gleichfarbiger“ Objekte konnte experimentell verworfen werden.