Wahrnehmung, Empfindung, Kognition und Handlung beim Menschen

Zielsetzung:

Die von diesem Protokoll abgedeckten Experimente zielen darauf ab, grundlegende Kenntnisse über die normalen Gehirnmechanismen aufzudecken, die Wahrnehmung und Kognition hervorrufen. Das Protokoll umfasst Teilstudien an gesunden Freiwilligen (Teilnehmern), um Verhaltensweisen und ihre physiologischen Grundlagen aufzudecken.

Das Protokoll umfasst nur nicht- oder minimal-invasive Techniken mit minimalem Risiko, darunter Psychophysik, funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), Magnetoenzephalographie (MEG), Gentests und Online-Tests mit Amazons Mechanical Turk (MTurk). Das übergeordnete Ziel der Forschung ist es, neue Erkenntnisse über die Organisation und Funktionsweise kortikaler Schaltkreise zu gewinnen, die an der visuellen und auditiven Wahrnehmung beteiligt sind. Das Protokoll umfasst sechs spezifische, miteinander verbundene Ziele mit spezifischen Unterstudien:

1. Neurophysiologische Mechanismen für Farbe
2. Objekt-Farb-Assoziationen (Farbgedächtnis)
3. Konnektivität funktional definierter Regionen
4. Homologien zwischen Affen und Menschen
5. Funktionale Organisation der Klangwahrnehmung und der visuell-auditiven Integration
6. Multistabilität in der Farbwahrnehmung

Studienpopulation:

Normale freiwillige Teilnehmer im Alter von 18 bis 65 Jahren, die sich in einem guten allgemeinen Gesundheitszustand befinden und ein normales oder korrigiertes Sehvermögen haben, werden aus der örtlichen Gemeinde rekrutiert und gemäß diesem Protokoll mit minimalem Risiko untersucht. Wir planen, bis zu 200 persönliche Teilnehmer und bis zu 10.000 Online-Freiwillige zu rekrutieren.

Design:

In einigen Teilstudien wird dieselbe Versuchsperson gebeten, an Aufgaben mit fMRT, MEG und Psychophysik sowie jeweils mehreren Sitzungen teilzunehmen, damit wir die individuellen Unterschiede bei der Beziehung zwischen den Ergebnissen der einzelnen experimentellen Techniken kontrollieren können. In anderen Teilstudien ist die Teilnahme an mehreren Aufgaben nicht erforderlich. Der Umfang der Beteiligung der Teilnehmer und worum sie gebeten werden, wird während der Einwilligung klar offengelegt, wie in den Einwilligungsdokumenten angegeben. Die Gehirnaktivität von gesunden menschlichen Freiwilligen wird durch fMRI und/oder MEG überwacht. Anatomisches MRT wird in einigen Fächern erhoben, um eine bessere Lokalisierung der Gehirndynamik zu ermöglichen. Verhaltenstests werden mit psychophysischen Standardansätzen durchgeführt, bei denen visuelle und/oder auditive Stimuli präsentiert werden, während Augenbewegungen mit nicht-invasivem Eye-Tracking überwacht werden (z. B. mit einer Infrarotkamera, die auf die Augen des Teilnehmers gerichtet ist). Den Probanden werden einfache visuelle Stimuli wie Kleckse, Streifen und Spiralen in verschiedenen Farben, sich bewegende Punkte, Schachbretter und alltägliche Bilder und Videoclips gezeigt, z. B. von Früchten, die auf einer Tischdecke rollen, Gesichtern und Landschaften, die in einem Auto aufgenommen wurden . Zu den Hörreizen gehören Alltagsgeräusche wie Vogelgezwitscher, Gespräche, Flüstern, Schritte, Automotoren und Tiervokalisationen, die innerhalb normaler Schallgrenzen (60-90 dB) präsentiert werden. Wir verwenden keine provokativen oder sexuell expliziten Bilder, Clips oder Sounds. Während der fMRI- und MEG-Sitzungen werden die Probanden gebeten, frei zu sehen, passiv zu fixieren oder sich während der Fixierung einer Aufmerksamkeitsaufgabe zu widmen, wie z. B. das Berichten mit einer Augenbewegung oder das Drücken von Tasten, wenn zwei Bilder derselben Kategorie nacheinander präsentiert werden.

Zielparameter:

Die Leistung bei Verhaltensaufgaben und Gehirnaktivität (fMRI und MEG) wird kombiniert, um Informationen über die neuronalen Korrelate und Prozesse zu erhalten, die verschiedenen Aspekten des menschlichen neuralen visuellen Verarbeitungsstroms zugrunde liegen, einschließlich Farbwahrnehmung, Aufmerksamkeit, visueller Unterscheidung und Objekt-/Gesichts-/Ortserkennung.

ich. MRT: zur Analyse von Maßen wie den anatomischen Strukturen des Gehirns (mittels struktureller MRT); Amplitude des vom Blutoxygenierungsspiegel abhängigen (BOLD) Signals & unter Verwendung von fMRI).

ii. MEG: zur Quantifizierung von Maßen wie Leistungsspektrum, ereignis- oder aufgabenbezogene Potenziale, Synchronisation/Desynchronisation und Kohärenz zwischen Sensoren oder Quellen, die sich in der Nähe der interessierenden Gehirnbereiche befinden.

iii. Verhaltensmaße: zur Quantifizierung von Maßen wie Trefferquote, Reaktionszeiten, Schwellenwerte, Ähnlichkeitsbeurteilungen, Assoziationen, Benennung (z. B. Namen für Farbreize und Geräusche) und Augenbewegungen.

Wir können im Verlauf des Experiments autonome Daten messen (wie Herzfrequenz, Atmung, endexspiratorisches CO2, Hautleitwert), die mit den Ergebnismessungen korreliert werden.