Forschungsinteressen

Neural correlates of perceptual transitions during binocular flash suppression

Mittels bildgebender Verfahren wurde die Beteiligung eines weit verteilten Netzwerkes von Hirnregionen, inklusive dem primären visuellen Kortex (V1) und dem frontoparietalen kortikalen Netzwerk, beim Wechsel in der Wahrnehmung im Zusammenhang mit bistabilen und multistabilen Phänomenen nachgewiesen. Auf dem Niveau von einzelnen Neuronen wurde die Rolle des parietalen Kortexes beim Wahrnehmungswechsel allerdings noch nicht sehr gut erforscht. Darüber hinaus ist die Rolle der Region um V1 in der Wahrnehmungsorganisation immer noch viel diskutiert. In dieser Arbeit haben wir den Beitrag des parietalen Kortex im Wahrnehmungswechsel während der so genannten „binokular flash suppression“ (BFS) untersucht. Weiterhin haben wir die Hypothese, dass synchronisierte Aktivität in V1 Information über die Wahrnehmung überträgt, getestet. Darüber hinaus haben wir das Ausmaß der wahrnehmungsabhängigen Modulierung von Neuronen in V1 zwischen anästhesierten und wachen, passiv fixierenden Tieren verglichen. Unsere Arbeit bestätigt, dass ein weit verteiltes Netzwerk von kortikalen Regionen zur Auflösung der Rivalität zwischen den Wahrnehmungen bistabiler Zustände beiträgt. Das beinhaltet sowohl niedere Regionen wie V1 als auch höhere Verarbeitungsstufen wie die laterale intraparietale Region (LIP). Allerdings könnte das Ausmaß der Modulierung der Neurone stark davon abhängen, wie engagiert sich das Tier in der aktiven Aufgabe verhält. Wir konnten darlegen, dass die Modulierung der neuronalen Feuerrate in V1 während der passiven Fixierung und unter Anästhesie generell vergleichbar ist. Schließlich konnten wir Belege dafür liefern, dass die Modulierung der Feuerrate nicht das einzige neuronale Korrelat der Wahrnehmung ist und dass neuronale Synchonisierung in V1 ein Stadium der Wahrnehmung wiederspiegeln kann obwohl keine signifikante Modulierung der Feuerrate statt findet. Das Dirigieren kohärenter Aktivität, wie sie in V1 beobachtet wurde, kann durch schnelle Rückinformation von höheren visuellen Arealen wie LIP initiiert werden.

Uploading data to the brain

Wie wäre es, wenn Sie eine neue Sprache einfach in wenigen Sekunden in Ihr Gehirn „hochladen“ oder jemandem mit einem Klick beibringen könnten, Tennis zu spielen? Umfangreiche Untersuchungen befassen sich damit, wie man das Gehirn lesen oder neuronale Informationen entschlüsseln kann. Dagegen ist kaum erforscht, wie das Gehirn mit Wissen angereichert oder neuronale Netzwerke programmiert werden können. Der junge Forscher Hamed Bahmani wird in seinem Projekt versuchen, über extrazelluläre Ableitungen mit Mehrfachelektroden und neuronale Mikrostimulation in Echtzeit eine Landkarte direkt in das Gehirn einer Ratte einzuspeisen oder erlerntes Wissen über ein bestimmtes Verhalten von einem Tier zum anderen zu transferieren. Sollte er damit erfolgreich sein, wird der Kinofilm „Matrix“ nicht mehr zur Gattung Science-Fiction zählen!

Die "Experiment!"-Förderung der VolkswagenStiftung ist ein Angebot für Forscher(innen) aus den Natur-, Ingenieur-, und Lebenswissenschaften einschließlich der Verhaltensbiologie und der experimentellen Psychologie, die eine radikal neue Forschungsidee verfolgen möchten. In der vierten Antragsrunde der Initiative wurden jetzt 18 von insgesamt 544 eingegangenen Projektanträgen bewilligt, darunter auch das spannende Projekt von Hamed Bahmani vom Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen, für das 87.000 Euro bereitgestellt werden.

https://tuebingen.mpg.de/detail/wissen-einfach-ins-gehirn-hochladen/

Organisationseinheit (Abteilung, Gruppe, Einrichtung):

  • Department Physiology of Cognitive Processes
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