Neural dynamics of visual cognition

• Antragsteller: Professor Dr. Radoslaw Martin Cichy
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278405424

Sobald wir unsere Augen öffnen, erkennen wir alltägliche Objekte wie die Buchstaben auf dieser Seite oder die Kaffeetasse automatisch und ohne Mühe. Haben wir das Objekt visuell erkannt, erfassen wir auch seine Bedeutung: wir wissen zum Beispiel was eine Tasse ist, wie man sie benutzt und dass die geschriebenen Buchstaben und das gesprochene Wort Tasse sich auf sie bezieht. Die scheinbare Einfachheit mit der wir Objekte erkennen täuscht über die komputationale Komplexität des Vorganges. Bislang sind die Mechanismen durch die das Gehirn Objekte erkennt unklar.Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens Neuronale Dynamiken visueller Kognition ist, die neuronalen Mechanismen visuellen Objekterkennung aufzuklären. Die Haupthypothese lautet, dass visuelle Objekterkennung durch eine Hierarchie kortikaler Regionen durchgeführt wird, die sensorische in abstrakte Repräsentationen in voneinander unterscheidbaren Bearbeitungsstufen transformiert.Um die räumlich-zeitliche Dynamik dieser stufenweisen Transformation aufzuzeigen, werden wir kürzlich entwickelte Analysetechniken verwenden, die räumliche und zeitliche Informationen aus unterschiedlichen Hirnmesstechniken sowie Computermodelle in einem gemeinsamen quantitativen Analyserahmen verbinden. Dies wird uns erlauben, die folgenden drei Ziele auf eine neue einzigartige und neue Weise zu adressieren.Das primäre Ziel ist aufzuklären, wie das Gehirn sensorische Daten in abstrakte Repräsentationen transformiert. Dafür werden wir die Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der zeitlich-räumliche Dynamik neuronaler Komponenten untersuchen, die durch die Wahrnehmung von Objektbildern sowie gesprochenen oder geschriebenen Worten, die diese Objekte bezeichnet werden, entstehen.Das sekundäre Ziel ist aufzuklären, wo und wann in der neuronalen Architektur die visueller Objekterkennung unterliegt, von Sinnesorganen aufsteigende Signale mit rücklaufenden, absteigenden neuronalen Signalen integriert werden. Wir werden hierzu ein visuelles Vorstellungsparadigma verwenden, um rücklaufende, absteigende neuronale Signale zu isolieren, und diese mit dem aus Sinnesorganen aufsteigenden Informationsfluss während normaler Wahrnehmung vergleichen. Zweitens werden wir untersuchen, wie Verhaltensziele einer Peron die neuronale Dynamik der Objekterkennung durch rücklaufende Signale verändern.Das tertiäre Ziel ist herauszufinden wie plastisch die menschliche neuronale Architektur, die Objekterkennung unterliegt, auf Änderungen in der Erfahrung reagiert. Für ein Modell der Plastizität wenden wir uns Blindheit als einem extremen Fall sensorischer Deprivation zu. Wir werden die Rolle visueller Hirnregionen in der Transformation sensorischer in abstrakte Repräsentationen in Braille lesenden blinden Personen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: EEG System mit aktiven Elektroden
• Gerätegruppe: 3430 Elektro-Enzephalographen