Von Korrelation zur Kausalität: Die funktionelle Rolle spontaner neuronaler Oszillationen für die Wahrnehmung

• Antragsteller: Dr. Joachim Lange
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447849261

Neuronale Oszillationen stellen ein allgegenwärtiges Phänomen im menschlichen Gehirn, aber auch in den Gehirnen vielen anderen Tierarten dar. Trotz ihrer Allgegenwärtigkeit ist die funktionelle Rolle der neuronalen Oszillationen für die Wahrnehmung als auch für kognitive Funktionen noch lange nicht vollständig verstanden. In den letzten Jahren konnte wiederholtgezeigt werden, dass selbst spontane neuronale Oszillationen, die wenige Hundert Millisekunden vor einem Stimulus auftreten, die Wahrnehmung dieses Stimulus beeinflussen können. Einige dieser Studien lieferten darüber hinaus Evidenzen, dass Wahrnehmung entgegen der alltäglichen subjektiven Einschätzung kein fortlaufender kontinuierlicher Prozess ist. Vielmehr zeigten diese Studien, dass das Gehirn die eingehenden sensorischen Signale in diskontinuierlichen Zyklen verarbeitet, in etwa analog zu den Einzelbildern mit denen eine Videokamera die Umgebung aufnimmt. Diese Studien zeigten zudem, dass neuronale Oszillationen die neuronale Basis für diese separaten Zyklen bilden könnten. Trotz einiger Studien, die diesen Ansatz unterstützen, sind die Evidenzen hierfür jedoch immer noch vergleichsweise rar. Ein für das Projekt noch wichtigerer Punkt ist jedoch, dass die Evidenzen für diskontinuierliche Wahrnehmung und die ihr zugrundeliegenden neuronalen Oszillationen lediglich korrelativer Natur sind, während Evidenzen für kausale Zusammenhänge weitestgehend fehlen. Das Ziel dieses Antrags ist deshalb, einen kausalen Zusammenhang zwischen neuronalen Oszillationen und Wahrnehmung zu etablieren. In den Projekten des Antrags werden verschiedene methodische Ansätze benutzt (z.B. tACS), um neuronale Oszillationen in gesunden Probanden zu modulieren. Simultan hierzu wird der kausale Einfluss dieser Modulationen auf die neuronale Verarbeitung mittels MEG und auf die Wahrnehmung mittels Verhaltensaufgaben untersucht. Diese Projekte werden einen wichtigen Schritt für ein grundlegendes Verständnis der Rolle von neuronalen Oszillationen für neuronale Verarbeitung, sogenannte "brain states", diskontinuierliche Wahrnehmung, als auch Wahrnehmung im Allgemeinen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Thomas Baumgarten