Neural mechanisms of visual object representation in the human brain

• Applicant: Professor Dr. Matthias M. Müller
• Co-Applicant: Dr. Jasna Martinovic
• Subject Area: General, Cognitive and Mathematical Psychology
• Term: from 2008 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 80033676

Visuelle Objektrepräsentation beinhaltet vornehmlich 2 Prozesse. Einerseits die perzeptuelle Verarbeitung von Objektmerkmalen, andererseits die semantischen Prozesse von objektbezogenem Wissen. Das vorliegende Projekt untersucht die neuronalen Mechanismen zur Integration dieser Prozesse im menschlichen Gehirn. Hierbei stehen vor allem ereignisbezogene Gammabandantworten im Vordergrund (Gehirnantworten mit einer Frequenz > 25 Hz). Diese werden als neuronale Signatur von kortikaler Netzwerkbildung zur Objektrepräsentation gesehen. Basierend auf unseren Vorstudien wollen wir hier den Nachweis führen, dass evozierte Gammabandantworten, die mit einer Latenz von ca. 100 ms nach Stimulusbeginn auftreten, keine Signatur schneller Gedächtnisprozesse darstellen – wie im Modell von Hermann und Kollegen postuliert – sondern mit der Merkmalsverarbeitung von visuellen Objekten gekoppelt sind. Semantische Prozesse hingegen modulieren ausschließlich induzierte Gammabandantworten, die mit einer Latenz von ca. 300 ms auftreten. Allerdings sind sowohl evozierte als auch induzierte Gammabandantworten über top-down Prozesse modulierbar. Dabei spielen aber jeweils andere topdown Prozesse eine Rolle. Werden evozierte Gammabandantworten überwiegend durch attentionale Prozesse, die frühe perzeptuelle Verarbeitung beeinflussen top-down moduliert, spielen bei induzierten Gammabandantworten „höhere“ kognitive Prozesse eine vorwiegende Rolle, wie etwa spezifisches Objektwissen (etwa Bananen sind gelb). Die vorgeschlagenen Experimente des vorliegenden Projektes stellen nach unserem Wissens die ersten systematischen Untersuchungen dar, die die Rolle ereignisbezogener Gammabandantworten bei perzeptuellen und semantischen Prozessen der kortikalen Objektrepräsentation untersuchen. Die zu erwartenden Ergebnisse liefern elementare Beiträge zum Verständnis alltäglicher Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: United Kingdom