Grade der Relevanz? Die neuronale Repräsentation von Schallquellen im primären auditorischen Kortex während aktiver Lokalisierung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Michael Pecka
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418090239

Wie können wir auf einer lauten Party einzelnen Gesprächspartner zuhören oder im dichten Straßenverkehr die Richtung feststellen, aus der ein bestimmtes Autos kommt? Dies sind nur zwei Beispiele für die vielen alltäglichen Situationen, in denen mehrere ähnliche Schallquellen gleichzeitig aktiv sind, und unser Gehirn dieses akustische „Durcheinander“ in verschiedene Informationsströme entsprechend den Ursprungsquellen entwirrt. Trotz jahrzehntelanger Forschung fehlt es an funktionellen Konzepten zu den neuronalen Mechanismen dieses Phänomens, das als Auditory Scene Analysis (ASA) bezeichnet wird. Die meisten bisherigen Untersuchungen zur ASA verwendeten einfache experimentelle Paradigmen mit passiver, d.h. Verhaltens-irrelevanter und egozentrischer (kopfzentrierter) Stimulation. Während realistischer ASA kommt es jedoch aufgrund von Eigenbewegung des Kopfes oder des gesamten Körpers zu kontinuierlicher Veränderung des sensorischen Inputs. Diese Dynamik stellt einen grundlegende Limitierung für die egozentrische Kodierung der Schallquellen da: Da sich der relativen Winkel zwischen Kopf und Schallquelle andauernd ändert, sollte es eine Repräsentation ihrer absoluten (allozentrischen) Position im Raum bedingen. Darüber hinaus ist ASA durch das selektive Zuhören bestimmter Schallquellen charakterisiert, sodass die Kodierung einer Schallquelle entscheidend von ihrer kontext- und zielsetzungs-spezifischen Relevanz abhängen sollte.Folglich ist das primäre Ziel dieses Projekts, die neuronale Verarbeitung und Repräsentation von Schallquellenpositionen während aktiver Navigation zu untersuchen, sowie deren Abhängigkeit von der Verhaltensrelevanz zu bestimmen. Zu diesem Zweck entwickelte ich ein ASA-Paradigma mit mehreren Schallquellen, in denen Nagetiere sich frei in einer Arena bewegen und dabei selektiv auf eine bestimmte Schallquelle hören. Mit Hilfe drahtloser chronischer Ableitungen neuronaler Aktivität im primären auditorischen Kortex werde ich mit diesem Paradigma:1) die Art der räumlichen Darstellung während der aktiven Navigation bestimmen (allozentrisch/egozentrisch).2) beschreiben, wie sich räumliche Repräsentationen in A1 während des Lernens kontextspezifischer räumlicher Relevanz entwickeln.3) die Kontextabhängigkeit egozentrischer Repräsentationen verhaltensrelevanter Schalllokalisierungsmerkmale untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen