Wechselwirkungen zwischen Aufmerksamkeitsnetzwerken und ihr Einfluss auf die Wahrnehmung (AtNet)

Hintergrund

Aufmerksamkeit kann definiert werden als die Bereitschaft, schnell und genau auf Reize aus der Umgebung des Ermittlers zu reagieren und effektiv zwischen relevanten und irrelevanten Informationen zu wählen. Aufmerksamkeit ist eine komplexe kognitive Funktion, die auf mehreren Komponenten basiert. Ein aktuelles Modell postuliert, dass die Aufmerksamkeitskontrolle im Gehirn auf zwei diskreten neuronalen Netzwerken basiert. Das ventrale (temporo-parietale - ventral-frontale) Netzwerk steuert nicht-räumliche Aspekte der Aufmerksamkeit, wie Aufmerksamkeit und Wachsamkeit, sowie Reizerkennung und Neuorientierung in beiden Hemifeldern. Dieses Netzwerk ist zur rechten Hemisphäre lateralisiert und spielt eine Rolle als „Leistungsschalter“. Das dorsale (superior parietal – dorsal frontal) Netzwerk steuert räumliche Aufmerksamkeitsverschiebungen, wird weitgehend von oben nach unten gesteuert und überschneidet sich im Wesentlichen mit der Kontrolle der Augenbewegungen. Dieses Netzwerk ist nicht funktional lateralisiert, da jede Hemisphäre dynamische topografische Karten des kontralateralen Raums enthält. Darüber hinaus konkurrieren die dorsalen Netzwerke der beiden Hemisphären darum, die Aufmerksamkeit auf die kontralaterale Hemisphäre zu lenken, wodurch eine gegenseitige Hemmung ausgeübt wird.

Hemispatiale Vernachlässigung – das Versäumnis, Reize auf der kontraläsionalen Seite des Raums zu erkennen, zu orientieren oder darauf zu reagieren – wurde im Hinblick auf pathologische Veränderungen in der Interaktion zwischen den beiden Aufmerksamkeitsnetzwerken interpretiert. Vernachlässigung ist sehr häufig nach zerebralen Läsionen der rechten Hemisphäre und betrifft normalerweise das ventrale Aufmerksamkeitsnetzwerk. Das strukturell intakte rechte dorsale Netzwerk würde somit einen geschwächten Input vom rechten ventralen Netzwerk erhalten. Das daraus resultierende Ungleichgewicht in der Hemmung zwischen den dorsalen Netzwerken der beiden Hemisphären würde dann zu einer rechtsgerichteten Verzerrung der Aufmerksamkeitszuweisung führen, die typischerweise bei hemispatialem Neglect beobachtet wird.

Über die Wechselwirkungen zwischen ventralen und dorsalen Aufmerksamkeitsnetzwerken und deren Einfluss auf die Wahrnehmung ist jedoch wenig bekannt, und der größte Teil der Beweise wurde durch korrelative Ansätze gewonnen. Ziel dieser Studie ist es, verschiedene Aspekte dieser Interaktionen weiter aufzuklären und ihren Einfluss auf die räumliche und nicht-räumliche Aufmerksamkeitsleistung sowie auf die visuelle Wahrnehmung zu untersuchen.

Zielsetzung

Ein erstes Ziel besteht darin, weiter aufzuklären, wie und durch welche anatomischen Strukturen das ventrale und das dorsale Aufmerksamkeitsnetzwerk interagieren. Ein zweites Ziel betrifft, wie das Zusammenspiel von dorsalen und ventralen Aufmerksamkeitsnetzwerken die visuelle Wahrnehmung beeinflusst, insbesondere in Fällen, in denen visuelle Reize mehrdeutig sind.

Methoden

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist die Hauptmethode, die in dieser Studie angewendet wird. Die TMS ist eine nicht-invasive, schmerzfreie Methode, die in der Lage ist, kortikale Bereiche, die die Aufmerksamkeit lenken, in einem Interferenzansatz zu beeinflussen und so kausale Zusammenhänge herzustellen. Darüber hinaus ermöglicht TMS in Kombination mit der Messung von motorisch evozierten Potentialen (MEP) die Beurteilung der Erregbarkeit kortiko-kortikaler Schaltkreise.