3 Minuten Wissenschaft: Lassen sich Tiere von einer virtuellen Realität täuschen?

Michelle Hechenbichler

Eine Virtual-Reality-Brille kann einen ganz schön hinters Licht führen: Plötzlich orientiert man sich an Dingen, die gar nicht da sind, erlebt Höhenangst, denkt, man könnte etwas anfassen. Lassen sich auch Tiere von der virtuellen Realität täuschen?

In einer größeren Kooperation mit Forschern aus Freiburg, Wien, Kritzendorf und Konstanz wurden Mäuse, Fliegen und Zebrafische der virtuellen Realität ausgesetzt. Diese Tiere werden oft in Experimenten eingesetzt, da sie nicht nur leicht zu halten sind, sondern auch ähnliche biologische Merkmale wie Menschen haben.


Damit sich die Tiere frei bewegen konnten, wurden ihnen keine Mini-VR-Brillen aufgesetzt, sondern ein Holodeck gebaut. In diesem zu "FreemoVR" getauften Raum ließ sich jede beliebige virtuelle Welt simulieren. Um zu untersuchen, ob diese 3D-Welt bei Tieren überhaupt einen Einfluss hat, wurde zunächst ein echter Pfosten in den Raum gestellt.

Wie zu erwarten flogen Fliegen um diesen Pfosten herum, auch Fische schwammen um das Hindernis. Dann wurde der Pfosten virtuell dargestellt – und tatsächlich: Die Tiere reagierten so, als würde das Hindernis wirklich existieren.



Im nächsten Schritt wurde getestet, ob Nagetiere Höhenangst haben. Dazu wurde eine Maus auf eine Kreisbahn gegeben, die auf zwei Ebenen stand. Dadurch war der Abstand zwischen Kreisbahn und einer Ebene 20 cm bzw. 40 cm hoch. Das Nagetier befand sich bevorzugt bei der 20 cm hohen Hälfte der Kreisbahn und hielt sich klugerweise von den Rändern entfernt, um nicht herunterzufallen.

Und auf der virtuellen Kreisbahn mit den virtuellen Höhen? Das war für die Maus täuschend echt, weshalb sie ebenfalls Ränder und tiefe Ebenen vermied. Um das Tier zusätzlich zu verwirren, waren die Ebenen mit einem Schachbrettmuster versehen. Wer sich mit optischen Täuschungen auskennt, weiß, dass unterschiedliche Kästchengrößen im Muster wie unterschiedliche Entfernungen wirken können. Lässt sich eine Maus auch davon täuschen?

Für diesen Versuch wurde wieder die echte Kreisbahn auf einer Schachbrett gemusterten Ebene gestellt, wobei die eine Hälfte der Kreisbahn auf kleinere Kästchen stand und somit weiter entfernt aussah. Das interessierte die Maus aber kein Stück. Sie mied zwar weiterhin die Ränder, hielt sich aber auf beiden Hälften der Kreisbahn gleich viel auf.

Bei Zebrafischen wurde mit Teleportationsportalen experimentiert

Die Zebrafische wurden einer ganz anderen virtuellen Realität ausgesetzt. Sie hatten die Möglichkeit, Teleportationsportale zu nutzen, um sich in eine andere Welt einzufinden. Diese Portale waren entweder schwarz-weiß oder magenta gefärbt. Bei den Welten stand einmal Schachbrett-oder Pflanzenwelt und ein anderes Mal Schwarm oder kein Schwarm zur Auswahl. Diesen Schwarm bildeten aus Videospiel bekannte Space Invaders, die so programmiert waren, dass sie sich wie ein echter Schwarm verhielten.

Die Frage hinter diesem Setting war: Beeinflussen die virtuellen Welten, für welches Portal sich der Zebrafisch entscheiden wird? Die Ergebnisse zeigten: Nein. Die Fische bevorzugten zwar Magentaportale, die allerdings je nach Experiment zu unterschiedlichen Welten führten. Außerdem verbrachten sie mehr Zeit in der Schwarm-Welt, höchstwahrscheinlich aber nur deshalb, weil sie darin langsamer schwammen und dadurch seltener auf ein Portal stießen. Fische lernen also nicht aus ihren Entscheidungen.

Was macht einen guten Anführerfisch aus?

In einem weiteren Versuch wurde ein echter Zebrafisch zu einem virtuellen, sehr realistisch aussehenden Zebrafisch gegeben, um zu untersuchen, was einen guten Anführerfisch ausmacht. Dafür hatte der virtuelle Fisch eine bevorzugte Schwimmbahn und zwar im Zentrum der aufgebauten Arena, während der echte Fisch sich lieber an den Rändern aufhielt. Beim virtuellen Tier ließ sich außerdem einstellen, inwieweit es vom echten Fisch beeinflusst werden konnte.

So war zu beobachten, dass bei einem starken Einfluss ganz klar der echte Fisch die Richtung bestimmte und beide somit am Rand der Arena schwammen. Ließ sich der virtuelle Fisch aber weniger vom echten Fisch beeinflussen und blieb auf seiner bevorzugten Bahn, so war auch der echte Zebrafisch bereit der Kopie zu folgen. Sobald sich der virtuelle Fisch aber gar nicht mehr vom realen beeinflussen ließ, trennten sich ihre Wege und der echte Fisch schwamm wieder am Rand der Arena rum.

Diese Beobachtungen der Wissenschaftler stimmen mit einer Theorie über Schwarmverhalten überein: Ein guter Anführerfisch balanciert zwischen dem eigenen präferierten Weg und dem der Gruppe muss, damit sich der Schwarm nicht aufteilt.
Zum Weiterlesen:


John R. Stowers, Maximilian Hofbauer, Renaud Bastien, Johannes Griessner, Peter Higgins, Sarfarazhussain Farooqui, Ruth M. Fischer, Karin Nowikovsky, Wulf Haubensak, Iain D. Couzin, Kristin Tessmar-Raible & Andrew D Straw, Virtual reality for freely moving animals. In: Nature Methods.

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