The effect of top-down processing on primary visual cortex

Während ein weit verbreitetes Verständnis der Hirnfunktion aussagt, daß sensorische Stimuli einfach als Repräsentationen in Arealen der Hirnrinde abgebildet werden, zeigen psychophysikalische Experimente, daß Wahrnehmung mehr als ein passiver Abbildungsprozeß ist. Interne Hirnzustände wie Aufmerksamkeit oder Erwartung bestimmen weitgehend was tatsächlich wahrgenommen wird. Ein bekanntes Beispiel sind ambigue Bilder, bei denen derselbe äußere Stimulus, je nach internem Hirnzustand, zu verschiedenen Perzepten führt. Das vorliegende Projekt untersucht, wie sich der `top-down` Einfluß interner Hirnzustände auswirkt auf die Funktion primärer visueller Areale der Hirnrinde. Dazu werden wache, sich verhaltende Katzen in einfachen Aufgaben trainiert und mit der Auswahl der Aufgaben werden Erwartungen hervorgerufen, welche entweder erfüllt oder enttäuscht werden können. Ähnlich wie beim EEG werden dann Potentiale von einem dichten Feld von Elektroden abgeleitet, welche im primären Sehzentrum der Hirnrinde (Area 18) fest implantiert sind. Mit den Elektroden werden lokale Feldpotentiale zum einen in tangentialen Abständen von wenigen Millimetern abgeleitet, um Wechselwirkungen zwischen Kolumnen in dieser Area zu untersuchen. Zum anderen wird gleichzeitig in mehreren Schichten einer Kolumne gemessen, weil die anatomischen `top-down` Afferenzen von höheren Arealen und `bottom-up` Projektionen vom Thalamus schichtspezifisch organisiert sind. Durch Berechnung der Synchronisation zwischen den Signalen erwartet man sich Aufschluß darüber, wie die lokalen Wechselwirkungen durch den `top-down` Einfluß moduliert werden. Zusätzlich erhofft man einen Zusammenhang zwischen den intrakortikalen Potentialen und dem makroskopischen EEG herzustellen.