Virtual Reality Analyse der Hochgeschwindigkeits-Entscheidungen des Schützenfisches

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Schuster
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392737747

Der vorliegende Antrag möchte neue methodische Möglichkeiten nutzen, eine Reihe spannender, aber lange Zeit unzugänglicher Fragen zu den sehr schnellen Start-Entscheidungen jagender Schützenfische zu klären. Diese Fische können nach dem Abschuß eines Beutetieres, allein auf Grundlage von in nur 40 ms gesammelter Information über die Anfangsbewegung der Beute, einen sehr schnellen Start einleiten, der sie genau dorthin ausrichtet, wo die Beute später auf die Wasseroberfläche treffen wird, und der sie zudem auch noch mit passender Geschwindigkeit losschickt. Im Lauf der letzten Jahre zeigte sich, dass die Start-Entscheidung der Schützenfische auf aussergewöhnliche Weise hohe Geschwindigkeit mit verblüffender Komplexität verbindet. Die Fragen, die im vorliegenden Antrag in gezielten verhaltensphysiologischen Experimenten beantwortet werden sollen, sind: Können Schützenfische tatsächlich innerhalb von 100 ms einen kompletten Umwegkurs vorplanen, der optimal an die Lage von Hindernissen angepasst ist? Unter welchen Bedingungen können sie dabei auf interne Karten zur Hindernisverteilung hinreichend präzise zugreifen? Auf welcher Informationsgrundlage ist es den Fischen rasch möglich, die getroffenen Entscheidungen zu korrigieren, wenn später unvorhersehbare Störungen der Flugbahn der Beute auftreten? Wie können die Fische monokular und in nur 40 ms die Angfangsentfernung und die Vertikalgeschwindigkeit der Beute mit der nötigen Genauigkeit und unabhängig von den anderen Bewegungsparametern bestimmen? Welche Information nutzen sie, um zu überwachen, ob die Entscheidungen gut oder systematisch falsch getroffen waren? Wieviele unabhängige Anfangswertkombinationen können die Fische in der sehr kurzen Entscheidungszeit separat erfassen? Diese Fragen können mit einem neu etablierten Verfahren gezielt angegangen werden. Die erzielten Befunde sind natürlich besonders aufgrund der aussergewöhnlichen Kombination von Komplexität und Geschwindigkeit interessant und erlauben einen Zugang zu der grundlegenden Frage, wie groß Netzwerke eigentlich sein müssen, um komplexes Verhalten zu steuern. Sie werden auch direkt Grundlage sein für weiterführende neurobiologische Arbeiten an dem Start-Netzwerk. Die Vereinbarkeit von Geschwindigkeit und Komplexität ist darüber hinaus für unser Selbstverständnis ebenso von Interesse wie für den Versuch einer Nutzung in technischen Systemen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen