fMRT-Studien zur Repräsentation komplexer natürlicher Geräusche im menschlichen Gehirn

• Antragsteller: Professor Jochen Kaiser, Ph.D., seit 3/2009
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 36392247

Die schnelle Identifikation und Lokalisation akustischer Reize war für das Überleben unserer Vorfahren in einer lebensfeindlichen natürlichen Umgebung unerlässlich. Neurophysiologische Studien an nicht-menschlichen Primaten räumen insbesondere superior temporalen kortikalen Arealen eine besondere Rolle beim Verarbeiten komplexer auditorischer Information ein. Auch beim Menschen ist der superiore Temporalkortex an verschiedenen Aspekten der auditorischen Verarbeitung beteiligt. Jedoch stützen sich letztere Befunde vor allem auf nicht-invasive Bildgebungsverfahren, deren begrenzte räumliche Auflösung einen Test der tatsächlichen komputationalen Vorgänge und der Form der Informationsrepräsentation nur bedingt zulassen. Neuere Entwicklungen im Bereich der funktionellen Kernspintomographie (fMRT) führten zu dem sogenannten fMRT-Adaptations- Paradigma, welches auf der Tatsache beruht, dass mehrfach wiederholte Stimulation mit den gleichen Reizen im Vergleich zur Stimulation mit unterschiedlichen Reizen mit reduzierter fMRT-Aktivität im Repräsentationsareal dieser Reize einhergeht. Konventionelle fMRTMethoden verwenden in der Regel Kontraste zwischen Bedingungen, in denen zwei verschiedene Typen von Reizkategorien dargeboten werden. Von Arealen, die Unterschiede in der fMRT-Antwort zwischen diesen beiden Reizkategorien zeigen, wird angenommen, dass sie an der Verarbeitung einer der beiden Reizkategorien beteiligt sind. Jedoch kann es auch vorkommen, dass innerhalb eines mehrere Kubikmillimeter großen Volumenelements (Voxel) beide Reizkategorien verarbeitet werden, weshalb der Kontrast zwischen den Reizkategorien hier keinen Unterschied liefern würde. Die fMRT-Adaptation umgeht die Einschränkungen der räumlichen Auflösung: Man findet Unterschiede zwischen der Präsentation gleicher und unterschiedlicher Reize der gleichen Kategorie, was dafür spricht, dass ein Areal diese Reizkategorie selektiv repräsentiert. Das fMRT-Adaptations-Paradigma, die bei der Erforschung der visuellen Verarbeitung schon wertvolle Information lieferte, soll im Rahmen des beantragten Projektes verwendet werden, um die Form der Repräsentation auditorischer Information im primären auditorischen Kortex, benachbarten nicht-primären auditorischen und multimodalen kortikalen Regionen zu bestimmen. Insbesondere soll geklärt werden, ob nichtprimäre auditorische Areale im menschlichen Kortex komplexe natürliche Reize selektiv enkodieren und ob diese Areale auch bei der Repräsentation räumlicher Reizaspekte beteiligt sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Christian Altmann, bis 3/2009