Mechanismen der Modulation visueller Verarbeitung - Der Einfluss von intermodalem "Load" auf die visuelle Aufmerksamkeit
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes wurde der neuronale Mechanismus der Wechselwirkung von Informationsverarbeitungsbelastung („Load“) aus verschiedenen Modalitäten mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Ausgehend von einer Theorie, nach der modalitätsspezifische Aufmerksamkeitsressourcen über das Ausmaß der Verarbeitung irrelevanter Informationen bestimmen, wurde hier postuliert, dass auch Informationsverarbeitungsbelastung aus anderen Modalitäten die Verarbeitungsprozesse modulieren kann. In Übereinstimmung mit dieser Annahme konnten wir zeigen, dass Informationsverarbeitungsbelastung aus dem akustischen System die simultane Verarbeitung im visuellen System auf eine vergleichbare Weise reduziert, wie dies für intra-modale Effekte zu beobachten ist. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass auch die relevante Vordergrundaufgabe durch die Informationsverarbeitungsbelastung der irrelevanten Reize beeinflusst wurde, also der Einfluss bidirektional und unabhängig von der Relevanz der Aufgabe ist. Diese Befunde konnten repliziert werden durch Informationsverarbeitungsbelastung aus anderen Systemen wie Schmerz und der Verarbeitung emotionaler Inhalte. Gleichzeitig dargebotener Schmerz oder emotionale Information reduzierten deutlich die Informationsverarbeitung visueller Reize und deren späteren Gedächtnisabruf. Ferner konnte gezeigt werden, dass der „Load“-abhängige Einfluss auf neuronaler Ebene über reizspezifische funktionelle Konnektivitäten realisiert wird. Ein direkter Vergleich von akustischer und visueller Objektverarbeitung zeigte, dass die akustische Verarbeitung anfälliger gegen Interferenz aus dem visuellen System ist als umgekehrt und dies noch verstärkt wird durch Entzug der Aufmerksamkeit. Dieser Effekt führt bei gleichzeitiger Darbietung von visuellen und akustischen Informationen dazu, dass akustische Information schlechter verarbeitet wird und sich eine deutlich verminderte akustische Gedächtnisleistung im Vergleich zum visuellen Gedächtnis beobachten lässt. Die Ergebnisse führten zu der Entwicklung eines erweiterten, allgemeinen Modells zur crossmodalen Wechselwirkung von Informationsverarbeitungsbelastung. Es zeigte sich, dass der Begriff der Aufmerksamkeitsressourcen unter neurowissenschaftlicher Betrachtungsweise eher als funktionelle Konnektivität betrachtet werden sollte, deren Mechanismus nicht auf eine Modalität beschränkt ist.
Publications
- (2007) fMRI reveals how pain modulates visual object processing in the ventral visual stream. Neuron, 55, 157-167
U. Bingel, M. Rose, J. Gläscher and C. Büchel
- (2007). Independent effects of emotion and working memory load on visual activation in the lateral occipital complex. Journal of Neuroscience, 27:4366-4373
Gläscher J, Rose M, Büchel C
- (2009). Perceptual load interacts with stimulus processing across sensory modalities. European Journal of Neuroscience, 29 (12), 2426-3
J. Klemen, C. Büchel, & M. Rose
- (2010). Auditory Working Memory Load Impairs Visual Ventral Stream Processing: Toward a Unified Model of Attentional Load. Journal of Cognitive Neuroscience. 22(3):437-46
J. Klemen, C. Büchel, & M. Rose
