Materie, Schwingungen, Kräfte und ihre Veränderungen – wir nehmen die physikalische Welt um uns herum durch unsere Sinne wahr. Sie liefern unserem Gehirn Informationen, die es in Darstellungen und Beurteilungen unserer Umwelt umsetzt. Die Wissenschaftsdisziplin der Psychophysik beschäftigt sich in diesem Zusammenhang mit den Gesetzmäßigkeiten zwischen dem subjektiven Erleben und dem physikalisch messbaren – den objektiven Reizen, die sie auslösen.
Als Gründervater der Psychophysik gilt der deutsche Arzt Ernst Heinrich Weber (1795 bis 1878). Im Rahmen seiner Studien bat er Probanden um Einschätzungen, welches von zwei leicht unterschiedlichen Gewichten schwerer war. Dabei entdeckte er, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Proband die richtige Wahl trifft, nur vom Verhältnis zwischen den Gewichten abhängt. Wenn ein Proband zum Beispiel mit 75 prozentiger Wahrscheinlichkeit richtig liegt, wenn er ein Gewicht von einem Kilogramm und eines von 1,1 kg unterscheiden soll, wird er auch beim Vergleich von zwei Gewichten mit zwei und 2,2 Kilogramm richtig entscheiden. Diese Regel gilt stets bei Paaren von Gewichten, bei denen eines zehn Prozent schwerer ist als das andere, stellte Weber fest. Diese einfache, aber präzise Regel öffnete die Tür zur Quantifizierung des menschlichen Einschätzungsverhaltens anhand mathematischer Gesetze.
Physikalische Zusammenhänge im Spiegel des Verstandes
Die Beobachtung wurde seitdem bei allen sensorischen Fähigkeiten und bei vielen Tierarten bestätigt, was zur Bezeichnung Webersches Gesetz geführt hat. Es ist das älteste Gesetz in der Psychophysik. Diese Regeln bilden gleichsam ein wissenschaftliches Fundament für schwer fassbare Zusammenhänge, denn sie bieten mathematische Erklärungen für die Reizverarbeitung unseres Gehirns.
Beim Weberschen Gesetz blieb bisher allerdings ein Aspekt unklar: Auf welche Weise rechnet das Gehirn beim Erfassen von Unterschieden den Faktor der Gesamtstärke des Sinneseindrucks heraus. Konkret: Wie geht es im Fall des Vergleichs von einem Kilogramm mit 1,1 Kilogramm mit der Erhöhung um ein Kilogramm beim Vergleich von zwei und 2,2 Kilogramm um? Die Forscher um José Pardo-Vazquez vom Champalimaud Centre for the Unknown in Lissabon haben nun herausgefunden, dass das Webersche Gesetz an eine weitere psychophysikalische Regel geknüpft ist, die die Zeit betrifft, die erforderlich ist, um eine Entscheidung zu treffen.
Im Rahmen ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler das Webersche Gesetz statt anhand von Gewichten über die Fähigkeit von Ratten, zwischen Tönen verschiedener Lautstärke zu unterscheiden. Sie konstruierten dazu winzige Kopfhörer, die speziell an den Kopf der Tiere angepasst waren. Bei jedem Versuch war der Ton auf einem der beiden Lautsprecher etwas lauter. Die Ratte war darauf trainiert, sich auf die Seite hin auszurichten, auf der der Lautsprecher den lauteren Ton wiedergab.
