Kodierung von Raum- und Zeitfrequenz in der Echoabbildung von Fledermäusen

• Antragsteller: Professor Dr. Lutz Wiegrebe (†)
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254950776

Das Konzept der Raumfrequenz, zum ersten Mal in der bahnbrechenden Arbeit von Wiesel und Hubel in die visuelle Hirnforschung eingeführt, förderte unser Verständnis, wie das Gehirn periphere Repräsentationen von Objekten verarbeitet. Bislang haben viele Studien gezeigt, wie gut die Echoabbildung von Fledermäusen und Zahnwalen die visuelle Objekterkennung ergänzen oder ersetzen können. Doch trotz einer direkten ökologischen Relevanz von Raumfrequenz für echoortende Fledermäuse hat dieser Faktor in der Erforschung der Echoabbildung bislang keinerlei wissenschaftliche Aufmerksamkeit erhalten. Unser Ansatz baut auf psychophysikalischen Labor- und Freilandstudien an Fledermäusen auf, die über Wasserflächen jagen. Wir werden die Hypothese testen, dass Fledermäuse in der Lage sind, sowohl Raum- als auch Zeitfrequenz-Muster auf natürlichen Wasseroberflächen zu analysieren, um mögliche Abweichungen darin als Beute identifizieren zu können. Das Versuchsprogramm beinhaltet zunächst zwei formell-psychophysikalische Detektionsexperimente, in denen die Wahrnehmungssensitivität entlang der räumlichen und zeitlichen Frequenzachse quantifiziert wird. Aufbauend werden Maskierungsexperimente entlang der Raum- und Zeitfrequenzachse durchgeführt. Die Ergebnisse werden uns erlauben, quantitativ abzuschätzen, wie klein solche von der Beute verursachten Störungen von natürlichen Wasseroberflächen sein dürfen, um noch für Fledermäuse erkennbar zu sein. Diese formellen Tests werden durch Flugraumexperimente ergänzt, in denen Jagdsequenzen eines Biosonar-Spezialisten, der Wasserfledermaus, analysiert werden. Die Jagdflüge finden über einer Wasserfläche statt, deren Raum- wie auch Zeitfrequenzgehalt systematisch manipuliert werden können.Die hier vorgeschlagene Forschungsarbeit wird erste Einblicke gewähren, wie ein Biosonar-System diese anspruchsvollen Aufgaben löst, obwohl es keine explizite räumliche Anordnung des Rezeptorepithels besitzt und diskontinuierlich sampelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen