Beeinflusst physiologische Erregbarkeit die Persistenz ikonischer Gedächtnisspuren?

• Antragsteller: Professor Dr. Niko Busch
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574375469

Obwohl unsere Wahrnehmung meist stabil erscheint, ist sie in Wirklichkeit stark von internen Zuständen des Gehirns abhängig. Zwei dieser Zustände – neuronale Erregbarkeit und Arousal (Maße für Wachheit und Aufmerksamkeit) – schwanken von Moment zu Moment und beeinflussen, wie wir sensorische Reize wahrnehmen. Bisherige Studien haben gezeigt, dass diese Schwankungen darüber entscheiden können, ob ein schwacher Reiz überhaupt wahrgenommen wird. Offen ist jedoch, ob sie auch beeinflussen, wie lange ein Reiz im sensorischen Gedächtnis bleibt, nachdem er verschwunden ist. Das beantragte Projekt untersucht, ob und wie spontane Fluktuationen von Erregbarkeit und Arousal die Persistenz des ikonischen Gedächtnisses modulieren – eines hochkapazitären, aber schnell verfallenden visuellen Speichers, der sensorische Information für mehrere Hundert Millisekunden nach Reizende aufrechterhält. Unsere zentrale Hypothese lautet, dass erhöhte Erregbarkeit und Arousal die Verfügbarkeit von Reizinformationen verlängern – entweder durch eine Verstärkung der initialen neuronalen Antwort oder durch eine Verlangsamung ihres Zerfalls. Zur Prüfung dieser Hypothese kombinieren wir hochauflösende EEG-Messungen und Pupillometrie mit etablierten experimentellen Paradigmen zur quantitativen Erfassung der zeitlichen Persistenz des ikonischen Gedächtnisses. Im EEG fokussieren wir auf zwei komplementäre Marker neuronaler Erregbarkeit: (1) Alpha-Oszillationen (8–12 Hz), die negativ mit kortikaler Erregbarkeit korrelieren, sowie (2) aperiodische Spektralparameter (insbesondere Steigung und Offset der 1/f-artigen Hintergrundaktivität), die unabhängig von Oszillationen das Verhältnis von Erregung zu Hemmung in kortikalen Netzwerken widerspiegeln. In einer Reihe von Experimenten untersuchen wir: • ob höhere prästimulus Erregbarkeit und Arousal (niedrigere Alphapower, flacherer Spektralverlauf, größere Pupillenweite) mit erhöhter informationeller Persistenz assoziiert sind, • ob diese Effekte auch die Amplitude und Dauer früher visueller evozierter Potentiale (z. B. der C1-Komponente) modulieren, • ob sichtbare Persistenz – das kurzzeitige Nachbild eines Reizes – durch Erregbarkeit beeinflusst wird, • und ob räumliche Aufmerksamkeit, sowohl endogen als auch cue-induziert, über lateralisiert prästimulus Alpha-Muster die ikonische Gedächtnisleistung beeinflusst. Indem wir den Fokus von Schwellen-Detektionsparadigmen auf die zeitliche Dynamik sensorischer Persistenz verlagern, zielt das Projekt darauf ab, den Einfluss interner Hirnzustände auf frühe visuelle Repräsentationen zu klären. Die erwarteten Befunde leisten einen Beitrag zum Verständnis, wie Erregbarkeit und Arousal die Wahrnehmung jenseits der bloßen Reizentdeckung formen – und wie sie zur momentanen Variabilität visueller Erfahrung beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen