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The neural dynamics of perceptual priors in audition

Projektbeschreibung

Wie unser Gehirn Geräusche vorhersagen kann

Die Wahrnehmung von Geräuschen beginnt im auditorischen System, das akustische Schwingungen aus der Luft oder über die Knochen wahrnimmt und die Informationen über die Hörbahn an das Gehirn weiterleitet. Das Gehirn interpretiert die Signale als Klänge, wobei es nicht nur die aktuellen Sinnesinformationen, sondern auch frühere Erfahrungen berücksichtigt. Genau sind die neuronalen Mechanismen, mit deren Hilfe das Gehirn Informationen aus der jüngsten Vergangenheit nutzt, um bevorstehende Reize vorherzusagen und sich darauf einzustellen, jedoch noch nicht bekannt. Das EU-finanzierte Projekt PriorDynamics wird die Hypothese hinterfragen, dass sensorische Vorhersagen mit spezifischen neuronalen Schwingungen einhergehen. Die Forschenden werden die Schwingungen im auditorischen Kortex und im Thalamus untersuchen sowie den Mechanismus der sensorischen Vorhersagen bestimmen.

Ziel

To maintain a coherent and continuous percept over time, the brain relies on past sensory information to predict forthcoming stimuli. Combining novel behavioural methods with advanced neuroimaging techniques, the present research project aims to determine the neural mechanisms by which the auditory system uses information from the recent past to overcome signal noise and ambiguity. Specifically, we test the hypothesis that sensory predictions involve neural oscillations at alpha rhythm, ~9-10 Hz, that mediate the propagation of perceptual priors. The first part of this research project investigates the neural structures underlying such predictive oscillatory mechanism. To this end, we adapt a novel time-resolved sampling technique used to examine rhythmic fluctuations in perceptual performance for functional magnetic resonance imaging (fMRI). We hypothesise that cortical and subcortical activation, especially in the auditory cortex and thalamus, will exhibit rhythmic modulations that correlate with oscillations in decision bias during the detection of a brief auditory signal masked by white noise. The second part of this project examines whether the resolution of perceptual ambiguities by prior contextual information involves similar oscillatory mechanisms. For this purpose, we combine the time-resolved sampling technique with a classic paradigm (involving Shepard tones) for inducing ambiguous pitch shifts. By presenting a single tone before the ambiguous stimulus, listeners can be biased toward a perceived upward or downward pitch shift. If resolving perceptual ambiguities involves oscillatory mechanisms, we expect to observe periodic fluctuations of decision bias (that is, the tendency to make certain responses) at alpha rhythm over time. The results of this research project will shed light on a potentially crucial and yet unknown core process of perception, useful in every interaction we have with the world.

Koordinator

ECOLE NORMALE SUPERIEURE
Netto-EU-Beitrag
€ 190 734,72
Adresse
45, RUE D'ULM
75230 Paris
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 190 734,72

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