Eine Untersuchung des zeitlichen Integrationsfensters crossmodaler Wahrnehmung vor dem Hintergrund neuronaler Netzwerkdynamiken

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Senkowski
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505250563

Die Kognitiven Neurowissenschaften beschäftigen sich seit Langem mit der Frage, wie bewusste Wahrnehmung durch neuronale Verarbeitung vor und nach einem Reiz geformt wird. Studien weisen darauf hin, dass unsere Wahrnehmung durch die integrative Verarbeitung von Informationen innerhalb eines den Reiz umschließenden zeitlichen Integrationsfensters geprägt ist. Es wurde aufgezeigt, dass eine dem Reiz vorausgehende neuronale Aktivität unsere Wahrnehmung beeinflusst, ebenso wie Informationen, die wenige hundert Millisekunden nach einem Reiz dargeboten werden. Wir verwenden den Begriff Postdiction zur Beschreibung dieser rückwärtsgerichteten Wahrnehmungsphänomene. Dabei wird ein Zusammenspiel zwischen vorwärts- und rückwärtsgerichteter Informationsverarbeitung auf neuronaler Ebene postuliert. Zudem gibt es Hinweise darauf, dass synchronisierte Hirnaktivität, ausgedrückt in neuronalen Oszillationen, die Wahrnehmung beeinflusst. Bislang ist unklar, wie genau neuronale Oszillationen in dem zeitlichen Integrationsfenster zu Postdiction-Phänomenen beitragen.In dem vorliegenden Projekt werden wir untersuchen, wie vorwärts- und rückwärtsgerichtete Informationsverarbeitung, die sich in ereigniskorrelierten Potenzialen sowie in Betabandband (13-30 Hz) und Gammaband (> 30 Hz) Oszillationen darstellt, zu rückwärtsgerichteter crossmodaler Wahrnehmung beiträgt. Wir werden Bayesian Causal Interference (BCI) und Elektroenzephalografie (EEG) Analysen kombinieren, um neuronale Mechanismen von zwei crossmodalen Studienparadigmen zu untersuchen: den illusorischen audiovisuellen (AV) Rabbit-Effekt und den unsichtbaren AV Rabbit-Effekt. In diesen Paradigmen wird ein visueller Blitz durch einen nachfolgenden audiovisuellen Reiz entweder erzeugt oder unterdrückt. Die Paradigmen wurden aus bestimmten Gründen ausgewählt: 1) Crossmodale Verarbeitung wurde zuvor mit neuronalen Oszillationen in Zusammenhang gebracht und erfordert eine integrative Netzwerkverarbeitung. 2) Die beiden Paradigmen führen zu gegensätzlichen Wahrnehmungsillusionen: der Erzeugung oder der Unterdrückung eines Blitzes. Die neuronalen Mechanismen, die diesen Illusionen zugrunde liegen, können unmittelbar miteinander verglichen werden. Wir werden die Bedeutung von Netzwerkdynamiken in neuronalen Oszillationen untersuchen und die Muster crossmodaler Postdiction aus ereigniskorrelierter Hirnaktivität heraus entschlüsseln. Um zu untersuchen, ob Postdiction-Phänomene vor allem dann auftreten, wenn eine beobachtende Person von demselben Ursprung der Blitze und Töne ausgeht, werden wir BCI verwenden. Wir werden außerdem untersuchen, wie Vorannahmen sowie die Wahrscheinlichkeit, dass ein Reiz eine bestimmte Wahrnehmung hervorruft, die neuronale Verarbeitung und Wahrnehmung in den beiden Paradigmen beeinflusst. Das vorliegende Projekt zur EEG-Modellierung wird unser Verständnis davon, wie neuronale Netzwerkdynamiken in dem zeitlichen Integrationsfenster unsere crossmodale Wahrnehmung formen, verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Tim Rohe, Ph.D.