Excitatory and inhibitory attentional effects and inter-hemispheric differences of the human auditory cortex

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Christo Pantev
• Subject Area: Human Cognitive and Systems Neuroscience
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 81650790

Menschen sind ohnes weiteres dazu in der Lage, im Alltagsleben relevante akustische Information selbst bei störender Geräuschkulisse herauszufiltern und zu verarbeiten, indem sie ihre Aufmerksamkeit darauf richten. Die neuronalen Mechanismen, welche die Grundlage für diese erstaunliche Fähigkeit bilden, sind bislang ungeklärt. Allerdings scheinen Wechselwirkungen zwischen afferenten neuronalen und top-down Prozessen zur Segregierung von Zielsignal und Störgeräuschen beizutragen. Die neurowissenschaftliche Forschung hat gezeigt, dass auf die auditorische Modalität gerichtete Aufmerksamkeit neuronale Aktivität im auditorischen Kortex des Menschen steigern kann (gain effect). Darüber hinaus konnten wir jüngst zeigen, dass auditorisch fokussierte Aufmerksamkeit neuronale Aktivität im auditorischen Kortex nicht nur verstärkt, sondern auch ‚schärft’, indem aufgabenirrelevante Aktivität unterdrückt wird. Dieser neue Befund zeigt die Bedeutsamkeit inhibitorischer neuronaler Mechanismen für das auditorische System. Bislang ist die Anzahl der Studien, die inhibitorische neuronale Netzwerke untersucht haben, allerdings sehr limitiert. Ein weiterer wichtiger und neuer Befund war, dass die linke Hemisphäre im Vergleich zur rechten eine übergeordnete Rolle für die auditorische Signalverarbeitung bei störender Geräuschkulisse spielt. Dies könnte darauf hindeuten, dass die wohlbekannte Dominanz der linken Hemisphäre bei der Sprachverarbeitung ihren Ursprung nicht zwangsläufig auf einer hohen, „kognitiven“ Ebene hat, sondern sich bereits auf basaleren auditorischen Verarbeitungsebenen manifestieren könnte. Auf der Grundlage unserer neuartigen Befunde sind die Hauptziele unseres Projektes (1) die Akkumulation neuer Erkenntnisse bezüglich neuronaler bottom-up und top-down Wechselwirkungen sowie (2) die Erforschung von Hemisphärenunterschieden speziell im auditorischen Kortex des Menschen bei der basalen auditorischen Signalverarbeitung. Unsere Erkenntnisse sollen zur Entwicklung neuer Behandlungsalternativen für Erkrankungen des auditorischen Systems beitragen, die mit Aufmerksamkeitsprozessen in Zusammenhang zu bringen sind, insbesondere Tinnitus und Hörschwierigkeiten bei störender Geräuschkulisse („Cocktail-Party-Taubheit“).

• DFG Programme: Research Grants