A45 Reizüberflutung

Thema

Das Nervensystem des Insekts hat eine begrenzte Kapazität zur Verarbeitung von Umweltreizen. Eine sensorische Überlastung tritt genau dann auf, wenn die kombinierte Intensität dieser Reize die Verarbeitungskapazität des Insekts übersteigt.

Jeder der Sinneskanäle des Insekts – Sehen, Hören, Riechen und Magnetorezeption – hat eine maximale Informationsmenge, die er pro Zeiteinheit verarbeiten kann. Diese Grenze ergibt sich aus dem Shannon-Hartley-Theorem, das auf jeden Kommunikationskanal angewendet wird. Überschreitet die Informationsmenge, die über einen Kanal eintrifft, diese maximale Grenze, bricht der Sinneskanal des Insekts zusammen, und es kann die wirklich wichtigen Signale nicht mehr vom umgebenden Hintergrundrauschen unterscheiden.

Dieser Zusammenbruch hat auch eine direkte neuronale Ursache: Die sensorischen Neuronen des Insekts reagieren auf die Intensität eines Reizes gemäß einer Potenzfunktion, der sogenannten Stevens-Funktion. Diese Funktion sättigt sich bei sehr intensiven Licht- oder Schallreizen. Sobald die neuronale Reaktion diesen Sättigungspunkt erreicht, kann das Insekt zwei gleich intensive Reize nicht mehr unterscheiden, selbst wenn diese sich tatsächlich stark voneinander unterscheiden.

Wie gut das Insekt ein reales Signal vom Hintergrundrauschen unterscheiden kann, lässt sich mithilfe der Signalentdeckungstheorie formalisieren. Diese hängt von zwei Faktoren gleichzeitig ab: der Variabilität des Umgebungsrauschens und dem durchschnittlichen Unterschied zwischen der typischen Intensität des realen Signals und der typischen Intensität des Rauschens. Mit zunehmender Variabilität des Umgebungsrauschens oder abnehmender Trennung zwischen Signal und Rauschen sinkt die Unterscheidungsfähigkeit des Insekts, und die Fehlerrate bei der Verwechslung von Signal und Rauschen steigt immer stärker an.

In einer stark gestörten Umgebung ist nicht nur ein einzelner Sinneskanal – wie etwa Sehen oder Hören – von dieser Sättigung betroffen, sondern es können mehrere Sinnesmodalitäten des Insekts gleichzeitig gesättigt sein. Unter normalen Bedingungen kombiniert das Nervensystem eines Insekts Informationen aus seinen verschiedenen Sinnesmodalitäten optimal. Diese Kombination reduziert die Unsicherheit im Vergleich zu dem, was ein einzelner Sinn allein beitragen könnte. Wenn jedoch mehrere Modalitäten gleichzeitig überlastet sind, sind die Fehler der einzelnen Modalitäten nicht mehr unabhängig, sondern korrelieren miteinander. Diese Korrelation führt dazu, dass die kombinierte Einschätzung des Insekts letztendlich unsicherer ist, als sie es mit nur einem Sinn allein erzielt hätte.

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