Das Retinoblastom ist eine seltene Krebserkrankung des Auges, die vor allem bei Kleinkindern auftritt. Die Erforschung dieser Krankheit half zu verstehen, wie fehlerhafte Gene zu Krebs führen können. Retinoblastome entsteht durch Mutationen in einem bestimmten Gen, einem sogenannten Tumorsuppressor-Gen, das die Zellteilung reguliert. Jeder Mensch hat zwei Kopien dieses Gens – eine von jedem Elternteil. Eine einzelne fehlerhafte Kopie ist belanglos, egal ob sie durch spontane Muation entstand oder bereits beschädigt von einem Elternteil weitergegeben wurde. Wenn jedoch beide Kopien in derselben Zelle mutiert sind, wird sich daraus wahrscheinlich ein Tumor entwickeln. Diese “Two-Hit-Theorie” gilt für alle Tumorsuppressor-Gene.

Studien zum menschlichen Sehen haben zur Entwicklung des Computersehens beigetragen, aber auch umgekehrt. Zu verstehen, wie künstliche neuronale Netze sehen lernen können, wirft auch ein Licht auf die Funktionsweise biologischer neuronaler Netze in unserem Hirn. In den 1960er Jahren dachten Informatiker, sie könnten das “Sehproblem” in mehrmonatiger Arbeit lösen. Es stellte sich jedoch heraus, dass es viel mehr Zeit und Mühe erfodert, Jahrmillionen der Evolution nachzuahmen. Jüngste technologische Fortschritte ermöglichen es, die Aktivität von vielen Tausend Nervenzellen gleichzeitig auf einer Zeitskala von weniger als einer Millisekunde aufzuzeichnen. Solche Datenmassen können mithilfe des maschinellen Lernens analysiert werden und helfen Forschenden zu verstehen, wie die Neuronen orchestriert zusammenarbeiten, um visuelle Informationen zu verarbeiten und schließlich das Verhalten eines Tieres zu erzeugen.

Um die Evolution des Sehens zu verstehen, untersuchen Wissenschaftler*innen eine Reihe von Lebewesen, die Vorfahren mit dem Menschen teilen. Die Evolution des Farbensehens ist eng mit der Evolution einer bestimmten Genfamilie verbunden; den Opsinen. Im Laufe der Evolution erwarben Tiere die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden, durch Verdoppelung bzw. Verlust von Opsin-Genen. Die Anzahl der Opsine bestimmt, welche Farben ein Tier wahrnehmen kann. Wir Menschen haben drei verschiedene Opsine – rot, grün und blau –, während die meisten Säugetiere nur zwei Opsine haben. Fangschreckenkrebse haben 12 Opsine, mit denen sie sogar ultraviolettes und polarisiertes Licht erkennen können.

Das Verständnis der visuellen Informationsverarbeitung im Gehirn und deren Nachbildung in digitalen Systemen treibt die Entwicklung der nächsten Generation der Künstlichen Intelligenz voran. Es wird auch zu neuen Behandlungsmethoden für Sehbehinderungen führen, wie Sehprothesen, die die Funktion des Auges originalgetreu nachahmen. Implantate, die sich mit Nervenzellen verbinden, werden dann in das Auge oder das Gehirn eingesetzt, um das funktionelle Sehen bei Blinden wiederherzustellen.