Neuronale Mechanismen der Steuerung von Aufmerksamkeit im menschlichen Gehirn

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Präzise zeitliche Strukturierung neuronaler Aktivität im Bereich über 20 Hz (Gammaband) erlaubt die Integration von Information aus unterschiedlichen neuronalen Systemen. In einer Reihe von eigenen Vorarbeiten konnten wir den Nachweis dieser Aktivität im menschlichen Gehirn, welche reliabel im EEG gemessen werden kann, erbringen. Intrakortikale Ableitungen beim Menschen konnten die biologische Existenz dieser synchronisierten neuronalen Aktivität belegen. Im vorliegenden Projekt wollen wir die Frage experimentell untersuchen, inwieweit dieser neuronale Mechanismus der Steuerung von visueller Aufmerksamkeit zugrunde liegt. Jüngste Bildgebungsstudien zeigen, dass an der Steuerung visueller Aufmerksamkeit verschiedene kortikale und manchmal auch subkortikale Strukturen beteiligt sind. Die zeitliche Dynamik und damit auch die Integration der Information aus diesen distribuierten Systemen kann aber, bis zum heutigen Zeitpunkt, nicht mit bildgebenden Verfahren untersucht werden. Unserem Antrag liegt die Hypothese zugrunde, dass die Integration der Information aus diesen Systemen über synchronisierte neuronale Aktivität erfolgt und somit nicht nur dem "binding" verschiedener Stimuluseigenschaften zugrunde liegt, sondern auch der Steuerung von Aufmerksamkeit. Ziel ist es, die neuronale Dynamik der kortikalen Netzwerke bei unwillkürlicher und willkürlicher Aufmerksamkeitszuwendung aufzudecken. Ferner wollen wir die neuronale Dynamik untersuchen, wenn diese beiden Mechanismen sich im Wettbewerb befinden. Ziel des Gesamtprojektes ist eine funktionale experimentell unterstützte Theorie synchronisierter neuronaler Massenaktivität als elementarer Mechanismus perzeptueller und höherer kognitiver Funktionen im menschlichen Gehirn.