Verarbeitung von Scheinkanten im menschlichen Gehirn

Das Ziel der bisher durchgeführten Untersuchungen bestand darin, die neuronalen Korrelate perzeptuellen Lernens mittels funktioneller Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) abzubilden. Dazu wurden zwei Experimentalreihen zum Lernen einer Orientierungsunterscheidung (Ahissar & Hochstein, 2002) und zum Lernen der Krümmungsdiskrimination von Scheinkanten (Rubin, Nakayama & Shapley, 2002) durchgeführt, um sie auf ihre Eignung für die Implementierung in einem Kern-Spin-Design zu testen. Das letztgenannte Paradigma erwies sich insofern als geeigneter, als der zeitliche Verlauf der Lerneffekte besser vorhersagbar war und das neuronale Korrelat der lernbedingten Veränderungen eindeutig bestimmt werden konnte. Wir haben eine Gruppe von 24 Personen in der Aufgabe trainiert und ihre Hirnaktivität mittels fMRT gemessen. Personen, die signifikante lerninduzierte Verbesserungen zeigten, unterschieden sich von Personen, die nicht gelernt hatten vor allem darin, dass eine Zunahme der neuronalen Aktivität, erschlossen aus dem BOLD-Signal, in den retinotop organisierten frühen visuellen Arealen (V1,V2) zu beobachten war. In einem behavioralen Nachfolgeexperiment haben wir bei 15 Probanden die Langzeittrainingseffekte sowie deren Spezifität untersucht. Es zeigte sich, dass die Wahrnehmungsverbesserungen über einen Zeitraum von 10 Monaten stabil waren. Allerdings waren die Leistungsverbesserungen auf den trainierten Ort im Gesichtsfeld beschränkt, d.h. es war keine Übertragung der verbesserten Wahrnehmungsleistungen auf andere als die trainierten Gesichtsfeldpositionen möglich. Wir haben ein zweites FMRI-Experiment durchgeführt, in dem wir die technischen Parameter verändert haben, um die räumliche Genauigkeit der Aktivierungslokalisation zu verbessern. Trotz der, infolge der erhöhten Auflösung, verringerten Sensitivität des Signals, zeigen erste Ergebnisse, dass die räumliche Lokalisation tatsächlich exakter gelungen ist. Die Ergebnisse bezüglich der neuronalen Aktivität in Reaktion auf Scheinkanten werden zur Zeit analysiert.