Die Rolle von alpha Oszillationen bei der Kontrolle von sensorischer Information während selektiver Aufmerksamkeit
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Hauptziel des Projektes war die Untersuchung neuronaler Mechanismen zur Kontrolle von selektiver visueller Aufmerksamkeit. Der Fokus lag dabei bei den zeitlichen Dynamiken zwischen EEG alpha Oszillationen, früher visueller und späterer „post-stimulus“ Verarbeitung. Dabei untersuchten wir die Interaktion dieser Mechanismen, indem wir deren jeweiligen neurophysiologische Marker die in einer EEG-Aufzeichnung gewonnen wurden, gemeinsam analysierten. Während des Bewilligungszeitraums haben wir einige Experimente durchgeführt, die ein Posner Design räumlicher Aufmerksamkeit benutzten. In diesen konnten wir zeigen, dass alpha und frühe „sensory gain control“ Mechanismen (über Steady State Visuell Evozierte Potentiale, SSVEPs gemessen) nicht miteinander korreliert sind. Interessanterweise war die Alphamodulation über dem motorischen Kortex ein besserer Prädiktor für die Reaktionszeiten als SSVEPs und visuelles Alpha. Mit einem klassischen Fingertappingexperiment konnten wir zeigen, dass motorisches Alpha zwar das visuelle Alpha moduliert, dies aber keinerlei Einfluss auf die frühen perzeptuellen Prozesse hatte. In weiteren Experimenten benutzten wir ein Design zur visuellen Suche. In diesen Experimenten fanden wir zwar die zu erwartende alpha Amplitudenreduktion für Targetstimuli, einhergehend mit einer N2pc und der Erhöhung von SSVEP Amplituden. Für Distraktoren haben wir aber ebenfalls eine solche Alphadesynchronisation gefunden, obwohl diese eine Pd evoziert haben. Die Pd ist allgemein als neuronale Signatur proaktiver Distraktorunterdrückung anerkannt. Ein weiteres Experiment hat sich mit der Rolle von Alpha bei merkmalsbasierter Aufmerksamkeit beschäftigt. Auch hier konnten wir zeigen, dass die SSVEP Amplitudenmodulation bei Beachtung einer bestimmten Farbe nicht mit den Alphaoszillationen korreliert war. Bei der Manipulation von Chroma konnten wir feststellen, dass hohes Chroma sowohl die SSVEP Amplituden erhöht und zu einer größeren Alphadesynchronisation im Vergleich zu niedrigerem Chroma führt. In einem letzten Experiment haben wir den Zusammenhang zwischen der P300, SSVEP Amplituden und Alpha in einen Oddball Experiment untersucht. Wir fanden, dass seltene Targets mit der zu erwartenden größeren P300 Amplitude einhergingen. Dies war mit höheren SSVEP Amplituden und größerer Alphadesynchronisation im Vergleich zu frequenten Targets verbunden. Diese Befunde, zusammen mit andern aus anderen Arbeitsgruppen stellen die Rolle von Alphaoszillationen als neuronaler Marker für aktive (top-down) Unterdrückung von Störreizen oder unbeachteten Orten in Frage und legen eher nahe, dass Alphaaktivitäten die Erregbarkeit von Neuronen repräsentieren, die mit der Stimulusverarbeitung beschäftigt sind. Wir sind davon überzeugt, dass das erfolgreiche Projekt mit unseren innovativen Experimenten einen signifikanten Beitrag zum weiteren Verständnis basaler neuronaler Mechanismen bei visueller Aufmerksamkeit im menschlichen Gehirn geleistet hat.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Spatial Attentional Selection Modulates Early Visual Stimulus Processing Independently of Visual Alpha Modulations. Cerebral Cortex, 30(6), 3686-3703.
Gundlach, C.; Moratti, S.; Forschack, N. & Müller, M. M.
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Suppression of Unattended Features Is Independent of Task Relevance. Cerebral Cortex, 32(11), 2437-2446.
Gundlach, Christopher; Forschack, Norman & Müller, Matthias M.
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Attentional capture is modulated by stimulus saliency in visual search as evidenced by event-related potentials and alpha oscillations. Attention, Perception, & Psychophysics, 85(3), 685-704.
Forschack, Norman; Gundlach, Christopher; Hillyard, Steven & Müller, Matthias M.
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Dynamics of attentional allocation to targets and distractors during visual search. NeuroImage, 264, 119759.
Forschack, Norman; Gundlach, Christopher; Hillyard, Steven & Müller, Matthias M.
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Electrophysiological evidence for target facilitation without distractor suppression in two-stimulus search displays. Cerebral Cortex, 32(17), 3816-3828.
Forschack, Norman; Gundlach, Christopher; Hillyard, Steven & Müller, Matthias M.
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Early sensory gain control is dominated by obligatory and global feature-based attention in top-down shifts of combined spatial and feature-based attention. Cerebral Cortex, 33(19), 10286-10302.
Gundlach, Christopher; Wehle, Sebastian & Müller, Matthias M.
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Global attentional selection of visual features is not associated with selective modulation of posterior alpha‐band activity. Psychophysiology, 60(7).
Gundlach, Christopher; Forschack, Norman & Müller, Matthias M.
