Relevanz neuronaler oszillatorischer pre-stimulus Aktivität für die Bildung von crossmodalem episodischem Gedächtnis

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Rose
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434050222

Für zahlreiche kognitive Prozesse konnte belegt werden, dass die neuronale Aktivität vor der eigentlichen Reizpräsentation die Verarbeitung des Reizes beeinflusst. Im Bereich der Gedächtnisbildung konnte auch durch unsere Gruppe gezeigt werden, dass oszillatorische Aktivität im pre-stimulus Intervall einen deutlichen Einfluss auf die Enkodierung des Materials hat. Dieser Effekt wurde hauptsächlich belegt für die Gedächtnisbildung einzelner Reize innerhalb einer Modalität. Ein zentrales Merkmal von episodischem Gedächtnis in der realen Welt ist allerdings die Integration von Reizen aus unterschiedlichen sensorischen Quellen. Daher ist das Hauptziel dieses Antrages die Untersuchung der funktionalen Rolle von pre-stimulus Aktivität für die Bildung von crossmodalem Gedächtnis. Theoretische Annahmen und eigene Ergebnisse führen zu der Hypothese, dass oszillatorische Aktivität im theta- band (4-8 Hz) eine funktionale Relevanz für diesen Prozess hat. Es besteht bereits ein getestetes experimentelles Design, welches es erlaubt, den reinen crossmodalen assoziativen Prozess zwischen akustischen und visuellen Reizen zu isolieren von dem Gedächtnis für die einzelnen Reize.Im der ersten Phase soll die Bildung von akustisch- visuellem Gedächtnis mit Hilfe von EEG-Messungen untersucht werden. In diesem Experiment soll die Relevanz von pre-stimulus theta- band Amplitude und Phasenkoppelung für die Enkodierung von crossmodalem Gedächtnis bestimmt werden.Theoretische Modelle haben die Annahme entwickelt, dass ein koinzidenter Input der Informationen aus unterschiedlichen Modalitäten in den Hippocampus durch die oszillatorische Aktivität im theta- Band gesteuert wird. In der zweiten Phase soll diese Annahme durch kombinierte EEG- und fMRT- Messungen überprüft werden. Getestet wird hier die Hypothese, nach der theta- Band Aktivität im pre-stimulus Intervall die spätere neuronale Aktivität im Hippocampus beeinflusst.Die Untersuchung neuronaler Korrelate von crossmodalem episodischem Gedächtnis sollte berücksichtigen, dass diese Form von Gedächtnis normalerweise innerhalb von natürlichen Kontexten generiert wird, welcher dann auch Teil des Gedächtnisses ist. Daher soll in der dritten Phase die Reliabilität und Validität der Laborergebnisse getestet werden in einer stärker realitätsgetreuen virtuellen Realität (VR). Ein VR- Experiment ist hervorragend geeignet um die crossmodale Gedächtnisbildung in einem stärker realitätsnahen Umfeld zu untersuchen und die gleichzeitige Entstehung von kontextuellem Gedächtnis zu testen. Zusätzlich können in dem VR- Setting zahlreiche zusätzliche Verhaltensdaten gewonnen werden und der Zusammenhang zur Gedächtnisbildung untersucht werden. In dem geplanten Projekt soll der Einfluss von selbst-initiierten Handlungen und von explorativen Verhalten (Kopf- und Augenbewegungen) auf die oszillatorische pre-stimulus Aktivität untersucht werden. Hierzu wird in den letzten Experimenten EEG simultan mit den VR-Präsentationen gemessen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen