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Neues zur Aufmerksamkeitsselektion im Gehirn

EU-finanzierte Forscher entwickelten Mausmodelle für den neuen Forschungsbereich der räumlichen Aufmerksamkeit.
Neues zur Aufmerksamkeitsselektion im Gehirn
Das Gehirn wird fortwährend mit sensorischen Informationen überschwemmt. Davon ist jedoch immer nur ein Bruchteil für das tatsächliche Handeln relevant. Über die so genannte Selektionsprozessaufmerksamkeit werden schnell wichtige Inputs erkannt, um lebenswichtige Reaktionen zu steuern.

Aufmerksamkeit ist somit entscheidend für die sensorische Verarbeitung, und für Organismen überlebenswichtig. Diese Informationsauswahl findet im Gehirn außerordentlich schnell statt. Das Projekt SPATIAL ATTENTION (Neural mechanisms underlying rapid modulation of spatial attention in cortex and superior colliculus) untersuchte nun die zellulären Mechanismen dieses Selektionsprozesses.

Die Forscher entwickelten den ersten Test zur räumlichen Wahrnehmung für Mausmodelle, um damit Mikroverschaltungen und synaptische Prozesse zu untersuchen, die diese schnellen Veränderungen der sensorischen Wahrnehmung ermöglichen. Ziel war es, neue Grundprinzipien aufzuzeigen, die die rasche Veränderung der sensorischen Informationsverarbeitung im Gehirn steuern.

Außerdem wollten die Forscher die neuronalen Mechanismen im präfrontalen Kortex (PFC) und dem Colliculus superior (SC) untersuchen, die die schnelle Weiterleitung sensorischer Informationen bei der räumlichen Wahrnehmung ermöglichen.

Mittels Matlab, Psychophysics Toolbox und RT-LINUX wurden Verhaltenstests konzipiert und durchgeführt. Zu Beginn jedes Versuchs wurde den Mäusen über ein akustisches Signal angezeigt, ob sich die Helligkeit im oberen oder im unteren Gesichtshalbfeld verändert.

Die Mäuse lernten auch, visuelle Signale auf einem Monitor zu initiieren und zu kontrollieren, während sie auf einem Laufband liefen. Dabei befanden sich die Tiere in immersiver Umgebung, ähnlich einem Videospiel, und bewegten das Videosignal entweder zum oberen oder unteren Gesichtshalbfeld.

Weiterhin wurde eine neue chirurgische Technik zur bildlichen Darstellung des SC entwickelt. Hierfür wurde ein mittels Laserschnitt speziell angepasster pyramidenförmiger optischer Abstandhalter aus Polybicarbonat verwendet, um den mittleren Sinus vorsichtig wegzuschieben und den SC für die Bildgebung zugänglich zu machen.

Die Ergebnisse von SPATIAL ATTENTION zeigen, dass Mäuse lernen können, zwischen verschiedenen Reizen an verschiedenen räumlichen Orten zu unterscheiden. Weiterhin können motorische Aktionen schnell verändert werden, je nach räumlichem Standort und akustischem Signal.

Indem diese anspruchsvollen Verhaltenstests mit modernsten optometrischen Methoden und Bildgebungsverfahren kombiniert wurden, hat sich SPATIAL ATTENTION eine Spitzenposition in der neurowissenschaftlichen Forschung gesichert.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Mausmodell, räumliche Aufmerksamkeit, Selektionsprozessaufmerksamkeit, präfrontal, Kortex, Colliculus superior, Matlab, Psychophysics Toolbox, RT-LINUX, Gesichtshalbfeld, Polybicarbonat
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