Untersuchung der zeitlichen Dynamik des auditiven Aufmerksamkeitsfilters

Hintergrund: Zielgerichtetes Handeln in zeitlich dynamischen Umgebungen erfordert Konzentration auf relevante Informationen und das Herausfiltern von Störreizen. Zu diesem Zweck sind zwei kognitive Prozesse erforderlich: Auf der einen Seite ist die durch Aufmerksamkeit gesteuerte Selektion von Zielreizen umfangreich erforscht. Auf der anderen Seite ist unklar, wie das neurale System zeitliche Information im Stimulus ausnutzt, um Störreize herauszufiltern. In diesem Projekt verwenden wir die auditive Modalität als Modell, um die zeitliche Dynamik der Aufmerksamkeitsfilterung und ihre neuralen Grundlagen zu untersuchen.Ansatz und Hypothese: In drei Varianten des "Irrelevant-Sound Task" werden zeitliche Aspekte von Störgeräuschen manipuliert. Die Integrität des Aufmerksamkeitsfilters und dessen neurale Implementation werden durch den Abruf von Zielreizen und durch neurale Antworten auf die Störgeräusche im Elektroenzephalogramm (EEG) quantifiziert. Unsere generelle Hypothese besagt, dass das Herausfiltern von Störgeräuschen auf ähnlichen, aber in der Wirkrichtung umgekehrten, Mechanismen beruht wie die Selektion von Zielreizen: Während die Aufmerksamkeits-gesteuerte Selektion die neurale Sensitivität zum Zeitpunkt eines erwarteten Zielreizes erhöht, sollte der Aufmerksamkeitsfilter die neurale Sensitivität zum Zeitpunkt eines erwarteten Störreizes verringern.Arbeitsprogramm: In jedem von drei Work Packages (WPs) werden wir einen etablierten neuralen Mechanismus der Aufmerksamkeits-gesteuerten Selektion von Zielreizen heranziehen um Existenz und neurale Grundlagen ähnlicher Mechanismen für das Herausfiltern von Störgeräuschen zu testen. Auf diese Weise untersuchen wir, ob die Aufmerksamkeitsfilterung einem intrinsischen Rhythmus folgt (WP1), ob sich die Aufmerksamkeitsfilterung mit rhythmischen Störgeräuschen synchronisiert („Entrainment“; WP2), und ob Vorwissen über das zeitliche Auftreten eines Störgeräusches eine top-down Anpassung des Aufmerksamkeitsfilters in frontalen Kortexregionen ermöglicht (WP3).Ziele und Relevanz: Das Hauptziel dieses Projekts ist es, einen wichtigen Beitrag zur Grundlagenforschung der selektiven Aufmerksamkeit zu leisten, welche ein umfassendes Verständnis davon erfordert, wie das neurale System Störreize herausfiltert. Darüber hinaus beruhen Hörschwierigkeiten oft auf der zeitlichen Überlagerung von relevanten Signalen durch Störgeräusche. Die Ergebnisse dieser Forschung sind somit essentiell für die Entwicklung künftiger Hörgeräte, welche neuro-kognitive Mechanismen berücksichtigen um Störgeräusche effizienter herauszufiltern.