Faktoren für Lernen und Plastizität: Gesundes Sehen (FLAP)

Die Forschung zum Wahrnehmungslernen (PL) wurde von Studien dominiert, die versuchen, individuelle visuelle Prozesse zu isolieren und zu verbessern. Ein wichtiges translationales Ergebnis der PL-Forschung ist jedoch die Berücksichtigung der Bedürfnisse von Patienten mit Sehverlust, die ihre Leistung bei täglichen Aufgaben wie Lesen, Navigation und Gesichtserkennung verbessern möchten. Diese eher ökologischen Fälle von Verhaltensänderung und kortikaler Plastizität, die von Natur aus komplex und integrativ sind, haben erhebliche Lücken in einem ganzheitlicheren Verständnis dafür aufgedeckt, wie mehrere visuelle Prozesse und die damit verbundenen Gehirnsysteme gemeinsam zu einer dauerhaften und verallgemeinerbaren PL beitragen. Um diese Lücken zu schließen, untersuchen die Forscher hier simulierten und natürlichen zentralen Sehverlust. Die Forscher konzentrieren sich auf die Makuladegeneration (MD), eine der häufigsten Ursachen für Sehverlust (bis 2040 werden voraussichtlich 248 Millionen Menschen weltweit betroffen sein), die aus einer Schädigung der Fotorezeptoren in der Makula resultiert, die das zentrale Sehen stört. Ein solcher Verlust des zentralen Sehvermögens ist eine hervorragende Linse, durch die untersucht werden kann, wie ökologisch relevante Änderungen bei der Nutzung des Sehvermögens mit sich ändernder Gehirnaktivität und -konnektivität zusammenhängen, da dies eine massive Veränderung der visuellen Erfahrung darstellt, die das Vertrauen auf das periphere Sehen für tägliche Aufgaben erfordert. Durch die Verwendung von Eyetrackern und blickabhängigen Displays, die zentrale Skotome induzieren, kann ein zentraler Sehverlust bei normal sehenden Personen simuliert werden, die dann periphere Sehmuster entwickeln, die kompensatorischen Sehstrategien ähneln, die bei MD-Patienten beobachtet werden. Die ideale Nutzung des peripheren Sehens erfordert eine Verbesserung in mehreren Sehdomänen, drei der wichtigsten sind: frühe visuelle Verarbeitung (z. B. visuelle Empfindlichkeit), visuelle Verarbeitung auf mittlerer Ebene (z. B. räumliche Integration) und Aufmerksamkeit und Augenbewegungen. Bis heute hat keine Studie diese drei Bereiche der PL und ihre neuronalen Grundlagen systematisch untersucht. Der vorgeschlagene Forschungsplan stützt sich auf gründliche frühere Arbeiten, die zeigen, dass PL mehrere Gehirnstrukturen und -funktionen in Bezug auf diese drei Bereiche beeinflusst. Die Forscher schlagen einen neuartigen Ansatz vor, um systematisch zu messen, wie unterschiedliche Trainingsregime in Bezug auf die drei Domänen ein breites Spektrum psychophysischer und ökologischer Verhaltensweisen beeinflussen (Ziel 1), wie diese Veränderungen aus der Plastizität in der Gehirnstruktur und -funktion resultieren (Ziel 2) und wie PL nach simuliertem zentralem Sehverlust ist vergleichbar mit PL in MD (Ziel 3). Diese Arbeit ist bedeutsam und innovativ, da sie die erste integrierte Studie über PL sein wird, die mehrere trainierbare Faktoren und ihre Auswirkungen auf verschiedene Verhaltensergebnisse und auf modernste Bewertungen neuronaler Repräsentationen und Dynamiken charakterisiert. Es ist auch die erste Studie, die PL bei MD-Patienten direkt mit PL in einem kontrollierten Modellsystem des zentralen Gesichtsfeldverlusts mit simulierten Skotomen vergleicht, was bei Validierung die Verwendung dieses Modellsystems zur Untersuchung von MD in größeren Stichproben gesunder Personen ermöglichen wird. Die Ermittler werden auch einen einzigartigen Datensatz teilen, der dem Feld helfen wird, die Verhaltens- und neuronale Plastizität nach Verlust des zentralen Sehvermögens und individuelle Unterschiede in der Reaktionsfähigkeit auf das Training zu verstehen. Schließlich wird diese Arbeit grundlegende Mechanismen der Plastizität des Gehirns nach sensorischem Verlust beleuchten, die auf andere Formen der Rehabilitation nach peripheren oder zentralen Schäden verallgemeinert werden können.