Bestimmung des genauen dynamischen Gleichgewichts der visuellen Wahrnehmung

• Antragsteller: Professor Jochen Braun
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247495463

Das vorgeschlagene Projekt verfolgt einen neuartigen Ansatz zur Erforschung multistabiler Wahrnehmung. Auf den ersten Blick erscheint die Dynamik multistabiler Wahrnehmungen von Person zu Person und Situation zu Situation sehr unterschiedlich zu sein, aber unter der Oberfläche lässt diese Dynamik ein genaues Gleichgewicht zwischen Inhibition, Adaptation, und Rauschen erkennen. Dies haben unsere publizierten Vorarbeiten gezeigt. Daraus ergeben sich mehrere Vorhersagen, welche in dem vorgeschlagenen Projekt überprüft werden sollen.Das Projekt verbindet detaillierte psychophysikalische Messungen multistabiler Wahrnehmung (mit mehr statistischen Kenngrößen als üblich) in normalen Erwachsenen, Heranwachsenden und Anorexia nervosa Patienten, mit rechnerischen Analysen zur Bestimmung des genauen dynamischen Arbeitspunktes jeder Einzelperson. In vier Teilprojekten wollen wir unsere zentrale Arbeitshypothese (genaues dynamisches Gleichgewicht von Inhibition, Adaptation, und Rauschen) überprüfen:Teil A: Verschieben experimentelle Veränderungen des Gleichgewichts den dynamischen Arbeitspunkt in die erwartete Richtung?Teil B: Nimmt die Stabilität der Wahrnehmung zu wenn ihre Empfindlichkeit für Eingangs- Modulationen abnimmt (und umgekehrt), wie von Theorien der inferenziellen Wahrnehmung vorhergesagt wird?Teil C: Sind die Ergebnisse der rechnerische Analyse unabhängig von der mathematischen Formulierung des dynamischen Modells?Teil D: Ist der dynamische Arbeitspunkt von diagnostischer Relevanz, d.h., zeigt er bedeutsame Unterschiede zwischen Einzelpersonen auf?Tatsächlich gibt es gute theoretische Gründe, die visuelle Wahrnehmung (wie alle anderen auf statistischer Inferenz beruhenden Vorgänge) in einem genauen dynamisches Gleichgewicht zu vermuten. Das vorgeschlagene Projekt ist in dreierlei Hinsicht bedeutsam:(i) Es wird zeigen, ob das beobachtete Gleichgewicht tatsächlich der theoretischen Erwartung entspricht, welche einen Zielkonflikt zwischen Stabilität und Empfindlichkeit von inferenzieller Wahrnehmung vorhersagt.(ii) Es wird zeigen, ob dem beobachtete Gleichgewicht eine multistablien Attraktordynamik zugrundeliegt (Gleichgewicht zwischen Inhibition, Adaptation, und Rauschen), oder ob ein anderer Mechanismus am Werk ist der eine explorative Wanderungsdynamik erzeugt.(iii) Es wird zeigen, ob das genaue dynamische Gleichgewicht individueller Versuchspersonen von diagnostischem Nutzen ist, entweder im Laufe der Entwicklung oder bei neurologischen Störungen.Schlussendlich wird das vorgeschlagene Projekt eine neuartige, quantitative, und empirische Methode etablieren, mit der zentrale theoretische Ideen, wie die Bayesian brain Hypothese [Knill and Pouget, 2004] oder das Prinzip der freien Energie [Friston, 2010], überprüft und weiterentwickelt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen