Der Einfluss von körperlichen und neuronalen Rhythmen auf die auditive Wahrnehmung

• Antragstellerin: Esra Al
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Kardiologie, Angiologie ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504477414

Die wiederholte Präsentation ein und desselben Sinnesreizes kann unterschiedliche Wahrnehmungsergebnisse hervorrufen: Manchmal nehmen wir ihn bewusst wahr, ein anderes Mal bemerken wir ihn überhaupt nicht. Um zu erklären, wie ein und derselbe Reiz unterschiedlich wahrgenommen werden kann, haben sich bisher die meisten Studien ausschließlich auf Gehirnaktivität konzentriert. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass auch körperliche Prozesse wie der Herzzyklus und die Atmung unsere Wahrnehmung, unsere Kognition und unser Verhalten beeinflussen. So habe ich zusammen mit Kollegen herausgefunden, dass die bewusste Wahrnehmung eines Reizes unter anderem von der Phase des Herz- und Atemzyklus abhängt. Außerdem haben wir gezeigt, dass die Stärke der kortikalen Antworten auf Herzschläge die bevorstehende Reizwahrnehmung beeinflusst. Der genaue zugrundeliegende Mechanismus der kardiorespiratorischen Auswirkungen auf die Wahrnehmung bleibt jedoch unklar.In diesem Antrag stelle ich einen Zweijahresplan vor, um diesen Mechanismus umfassender zu untersuchen. Ich werde evaluieren, wie respiratorische und kardiale Signale mit neuronalen Dynamiken interagieren und wie sie sich gemeinsam auf die auditorische Wahrnehmung auswirken. Dafür werde ich den Fokus insbesondere auf neuronale Oszillationen, neuronale Erregbarkeitszustände und Konnektivitätsmuster legen. Ich werde diese neuronalen Mechanismen mit Hilfe von intrakranieller Elektrokortikographie (EKoG) bei Epilepsiepatienten sowie mittels Elektroenzephalographie (EEG) bei gesunden Probanden untersuchen und dabei deren Atem- und Herzaktivität nachverfolgen. Die hohe räumliche Auflösung des EKoG-Signals wird es mir ermöglichen, lokale Effekte in interozeptiven Regionen zu beobachten, die mit den Körper-Hirn-Interaktionen in Verbindung stehen. In Kombination mit dem das ganze Gehirn abdeckende EEG wird dies neue Einblicke in die lokalen und globalen Netzwerkdynamiken ermöglichen, die den Körper-Hirn-Interaktionen und deren Auswirkungen auf kognitive Prozesse zugrunde liegen.Darüber hinaus wurden Hirn-Körper-Interaktionen mit Angststörungen in Verbindung gebracht, die zu den häufigsten psychischen Störungen bei Erwachsenen zählen. Ein erhöhtes Angstniveau kann zu Hyperarousal führen und Veränderungen in Wahrnehmungsprozessen auslösen. Um die Rolle von Angst für Hirn-Körper-Dynamiken zu erforschen, werde ich zunächst untersuchen, ob die kardiorespiratorischen Effekte auf die Wahrnehmung durch das individuelle Angstniveau beeinflusst werden. In einem weiteren Schritt werde ich anschließend den kausalen Einfluss von Arousal auf diese kardiorespiratorischen Effekte untersuchen. Langfristig können uns die Erkenntnisse aus dieser geplanten Arbeit helfen, die zugrunde liegenden körperlichen und neuronalen Mechanismen der Wahrnehmungsvariabilität zu verstehen. Daraus können dann möglicherweise klinische Interventionen zur Optimierung der Wahrnehmungsfähigkeit abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Dr. Saskia Haegens, Ph.D.