Neuro-cognitive mechanisms of synesthetic perception
Final Report Abstract
Personen mit Graphem-Farb-Synästhesie haben beim Betrachten bestimmter Schriftzeichen ("Inducer") einen Farbeindruck. Ziel des Projekts war, die Rolle von räumlicher visueller Aufmerksamkeit für die Entstehung des synästhetischen Farbeindrucks zu klären. Dazu gehören diejenigen Mechanismen, die eine Selektion von Reizen zur weiteren Verarbeitung anhand des Ortes ermöglichen. Im ersten Experiment wurde untersucht, ob Synästhetiker den Fokus der räumlichen Aufmerksamkeit auf den Präsentationsort von Inducern (im linken oder rechten visuellen Gesichtshalbfeld) verschieben. Die EEG-Ergebnisse zeigten zwar eine erhöhte oszillatorische Gehirnaktivität für Inducer im Vergleich zu nicht-farbinduzierenden oder farbigen Graphemen. Der Effekt trat aber nicht in den für räumliche Selektion einschlägigen Frequenzbändern und neuronalen Quellen auf. Er beruht also vermutlich nicht auf einer räumlichen Selektion. Die Ergebnisse des ersten Experiments machten Änderungen im Arbeitsplan notwendig. In folgenden Experimenten wurde die alternative Hypothese geprüft, dass Inducer für Synästhetiker hoch salient sind und dadurch bevorzugt zur Weiterverarbeitung selektiert werden. Durch repetitive Reizdarbietung von Inducern und non-Inducern wurden neuronale Oszillationen in der Stimulationsfrequenz erzeugt und im EEG abgeleitet (SSVEPs). Bei Synästhetikern, aber nicht bei Kontrollprobanden, zeigten sich erhöhte SSVEP-Amplituden für Inducer in allen Stimulationsfrequenzen. Bei den gleichen Probanden wurden diffusionsgewichtete strukturelle Gehirnaufnahmen erhoben und geprüft, ob Synästhetiker im Vergleich zu Kontrollprobanden mehr neuronale Verbindungen zwischen graphem- und farbsensitiven Arealen aufweisen. Das war in keinem untersuchten Areal der Fall. Die Ergebnisse unterstützen die Interpretation, dass die erhöhte Gehirnaktivität für Inducer durch die höhere Salienz dieser Grapheme zustande kommt, nicht durch irreguläre Aktivität in Farbarealen. Durch mehrere Vorexperimente wurde die Technik der breaking Continuous Flash Suppression (bCFS) für die Anwendung bei Synästhetikern modifiziert. Dadurch wird es möglich sein, die Rolle der Salienz und der Farbigkeit für die Selektion von Inducern zu trennen. Die Ergebnisse des Projektes weisen zusammenfassend darauf hin, dass Grapheme, die Farben induzieren, für Synästhetiker hoch salient sind und in der Verarbeitung priorisiert werden. Die Farbwahrnehmung entsteht möglicherweise aber erst sekundär infolge der hohen Salienz. Unsere Befunde fügen sich sehr gut in aktuelle Forschung zur Übererregbarkeit der visuellen Systems durch detailreiche Reizen bei Synästhetikern ein.
Publications
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Del Río, M., Greenlee, M. W., & Volberg, G.
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Weiss, F., Greenlee, M. W., & Volberg, G.
(See online at https://doi.org/10.1101/618611)
