Neuronal mechanisms of attention-dependent bahavioral performance: On the interaction of the fine temporal structure of neuronal activity, neuronal variability and latency, and reaction times
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes wurden mit Hilfe von Multielektrodenableitungen neuronale Antworten von Einzelzellen und kleinen Multi-Unit Clustern aus den Arealen V1 und MT aufgenommen, während die Tiere eine Verhaltensaufgabe absolvierten, durch die Aufmerksamkeit sowohl räumlich als auch zwischen verschiedenen Eigenschaftsdimensionen ausgelenkt wurde. Die Ergebnisse der Untersuchungen belegen in Übereinstimmung mit EEG-Befunden der Autoren erstmals neurophysiologisch, dass selektive visuelle Aufmerksamkeit die neuronale Aktivität in dem kortikalen Modul, in dem die Verarbeitung der verhaltensrelevanten Eigenschaftsdimension erfolgt, unabhängig von der Stimuluspräferenz der Neurone global moduliert. Diese Ergebnisse stellen eine wichtige Vertiefung des Verständnisses der neuronalen Mechanismen eigenschaftsbasierter Aufmerksamkeit und allgemein der endogenen Modulation sensorischer Verarbeitung dar. Sie zeigen weiterhin, dass neuronale Antwortlatenzen global durch nicht-räumliche Aufmerksamkeit moduliert werden und bestätigen eine Vorhersage, die sich aus früheren Ergebnissen der Arbeitsgruppe ableitete, in denen der Einfluss aufmerksamkeitsabhängiger visueller Verarbeitung auf visuelle Verhaltensleistungen untersucht wurde. Die Modulation der Antwortlatenz (und damit zusammenhängend der Reaktionszeit der Verhaltensantwort) ist unabhängig von der mittleren Aktivität und der Varianz der MT-Neurone vor der verhaltensrelevanten Stimulusänderung, sondern wird durch den Zeitpunkt der maximalen Gamma-Energie der MT-Antwort relativ zur Phase niederfrequenter oszillatorischer Aktivität im afferenten Areal V1 beeinflusst. Damit ist ein zentraler zu Grunde liegender neuronaler Mechanismus aufmerksamkeitsabhängig verbesserter Verhaltensleistungen beschrieben und nachgewiesen, dass kognitive Prozesse durch komplexe raumzeitliche Interaktionen verteilter neuronaler Aktivität bestimmt werden.
Publications
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(2014). Attentional spreading to task-irrelevant object features: Experimental support and a 3-step model of attention for object-based selection and feature-based processing modulation. Frontiers in Human Neuroscience 8: 414
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Schledde B, Galashan FO, Przybyla M, Kreiter AK, and Wegener D
