The Influence of Spatial Attention on Neuronal Receptive Field Structure within Macaque Area MT

Der Einfluss von räumlicher Aufmerksamkeit auf die Struktur rezeptiver Felder im superior-temporalen Kortex des RhesusaffenSelektive Aufmerksamkeit führt zu einer multiplikativen Verstärkung von Einzellzellaktivität im sensorischen Cortex. Modulation durch Aufmerksamkeit ist besonders ausgeprägt, wenn zwei verschiedene Reize das gleiche rezeptive Felde (RF) aktivieren, aber nur einer beachtet wird. Dieser Effekt kann entweder (1) auf der räumlichen Veränderung des RF basieren, das um den beachteten Reiz schrumpft und so den Einfluss des irrelevanten Reizen filtert, oder der Effekt kann (2) durch multiplikative Verstärkung der neuronalen Aktivität erklärt werden, ohne Verschiebung und Grössenveränderung eines RF. Die vorliegende Arbeit untersucht diese Hypothesen direkt durch extrazelluläre Ableitungen in Area MT des Rhesusaffen, indem die Struktur rezeptiver Felder quantitativ gemessen wird, während Aufmerksamkeit auf einen von zwei Reizen innerhalb des RF ausgerichtet ist, oder auf einen Reiz ausserhalb des RF.Unser Experiment kontrolliert die Ausrichtung von Aufmerkmsamkeit mit einem räumlichen Hinweisreiz auf einen von drei Reizen mit sich bewegenden Zufallspunkten, in denen eine Richtungsänderung detektiert werden muss. Zwei dieser Reize werden immer innerhalb des RF einer isolierten Einzelzelle dargeboten, während zeitgleich das RF mit einem weiteren, verhaltensirrelevanten Reiz quantitiativ gemessen wird, der an den Schnittpunkten eines virtuellen, ellipsoiden Netzes dargeboten wurde.Unsere Ergebnisse zeigen, dass (1) die neuronale räumliche Sensitivität (das RF) systematisch und räumlich spezifisch zu dem Fokus der Aufmerksamkeit verschoben ist und lediglich (2) eine geringe Schrumpfung der RF. Zudem können wir zeigen, dass (3) sich RF um so mehr verschieben, je weiter sie zum beachteten Reiz innerhalb des RF liegen und dass (4) die Verschiebung während der fokussierten Aufmerksamkeit konstant nachweisbar ist und nicht durch transiente Helligkeitseffekte hervorgerufen wird.Diese Ergebnisse weisen erstmals eine hohe räumlich-spezifische Plastizität neuronaler RF nach, die durch selektive Aufmerksamkeit innerhalb neuronaler RF induziert wird - unter komplett randomisierter Darbietung der Bedingungen, mit Reizen an identischer visueller Exzentrizität und gleicher Aufgabenschwierigkeit der experimentellen Bedingungen. Obgleich die räumliche RF Verschiebung eine nicht-multiplikative Modulation sensorischer Aktivität reflektiert, kann sie durch multiplikative Verstärkung erklärt werden, unter der Annahme, dass Aufmerksamkeit die Antworten von präsynaptisch, afferenten Neuronen moduliert, deren RF kleiner sind und mit der Grösse einzelner zu beachtender Reize übereinstimmt. Die Erhöhung neuronaler räumlicher Sensitivität in der Nähe des Aufmerksamkeitsfokus könnte das neuronale Korrelat verschiedener perzeptuell-psychophysischer Phenomene sein, wie z.B. (1) der Verteilung von fazilitativen Effekten nahe - und inhibitorischen Effekte fern vom Aufmerksamkeitsfokus, (2) von erhöhter räumlicher Auflösung und (3) von Verzerrungen in der Raumwahrnehmung. AUf der Ebene von Zellpopulationen entspricht die RF Verschiebung einer Rekrutierung von Zellen (einer Erhöhung kortikaler Vergrösserung der Repräsentation) nahe am Aufmerksamkeitsfokus.

Author dc:creator

• Womelsdorf, Thilo

Contributors dc:contributor

• Treue, Stefan Prof. Dr.
• Jürgens, Uwe Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Psychologie
• Aufmerksamkeit
• rezeptives Feld
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• Bewegung
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• reverse correlation
• cortex
• 42.63
• 77.37
• 77.40
• WA 000: Biologie
• WA 700: Systeme in der Biologie
• FI 000: Psychologie: Sonstiges
• WYY 850: Primatenkunde {Zoologie, Mammalia, Eutheria}

Licence

• https://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-190
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-141-9
webdoc-141
550640126

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-AC46-7