B05
Unsere sich immer mehr beschleunigende multimediale Welt erfordert zunehmend, dass wir die Flut von visuellen Eindrücken effizient verarbeiten können. Dies erfordert insbesondere das simultane Verfolgen von visuellem Input, was schnell an Leistungsgrenzen stößt, die von der Geschwindigkeit und Flexibilität der Zuwendung von Aufmerksamkeitsressourcen ab-hängen. Zudem nimmt im Alter die Effizienz und Geschwindigkeit der Parallelverarbeitung ab. Dieses Projekt versucht mithilfe von zeitlich und räumlich hochauflösenden Neuro-imaging-Methoden (EEG, MEG, fMRI) sowie strukturellen Imagingverfahren herauszufinden, welche Prozesse und strukturellen Eigenschaften des menschlichen Kortex einer effizienten Parallelverarbeitung von visueller Information zugrunde liegen. Im Zentrum steht dabei der Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit von kortikalen Prozessen und dem Grad der Myelinisierung des Kortex als Funktion des Alters. Zu experimentellen Erfassung von Parallelver-arbeitung nutzen wir das simultane Verfolgen von sich bewegenden Objekten (sog. multiple object tracking, MOT) sowie das Verfolgen mehrerer sich gleichzeitig ändernder Objektmerkmale (multiple feature tracking, MFT).
Gruppenleitung & Gruppenmitglieder
Prof. Dr. Jens-Max Hopf
Prof. Dr. Mircea Ariel Schoenfeld
Dr. Mandy Bartsch
Dr. Nadine Diersch
Dr. Hendrik Griep
Dr. Christian Merkel
Prof. Dr. Stefanie Schreiber
Geschwindigkeit der Aufmerksamkeitszuwendung als Limit der Parallelverarbeitung
Unsere zentrale Arbeitshypothese besteht darin, dass mehrere Eigenschaftswerte (z.B. verschiedene Farben) eines Objektes nicht wirklich gleichzeitig attendiert werden können, sondern dass diese einzeln aber schnell wiederkehrend in den Fokus genommen werden, so dass introspektiv der Eindruck der simultanen Verarbeitung entsteht. Im Kern wäre Parallelverarbeitung jedoch ein seriell-zyklischer Prozess, dessen Limit auf die Geschwindigkeit der wiederkehrenden Aufmerksamkeitszuweisung zurückzuführen ist. Es existiert ein klarer Zusammenhang zwischen der Myelinisierung von Neuronen und deren Geschwindigkeit und Präzision Signale zu verarbeiten, woraus sich die Fragestellung nach dem Zusammenhang der kortikalen Myelinisierung und der Effizienz von Parallelverarbeitung ergibt.
Visuelle Aufmerksamkeit
Unter visueller Aufmerksamkeit versteht man die Fähigkeit, auf Details einer visuellen Szene präferiert zu ‚achten’, was ermöglicht diese besser und schneller wahrzunehmen, zu diskriminieren und entsprechende Handlungen auszulösen. Auch ohne direktes Hinsehen (außerhalb des fovealen Sehens), können Details einer Szene präferiert beachtet werden. Dies wird als verdeckte visuelle Aufmerksamkeit bezeichnet. Zudem kann sich visuelle Aufmerksamkeit auf Objekte, Orte und Merkmale beziehen, was jeweils als objektbasierte, ortsbasierte und merkmalsbasierte Aufmerksamkeit bezeichnet wird.
Object Tracking
Diese Funktion unseres visuellen Systems lässt sich für realistische, dynamische Szenen beobachten. Hierbei können junge gesunde Personen unabhängige Bewegungen von etwa vier Objekten in der Umgebung simultan verfolgen (sog. multiple object tracking). Es gibt Hinweise darauf, dass dies auch für andere visuelle Dimensionen wie Farbe oder Formen zutrifft.
Die Ziele unseres Projektes
Das Projekt untersucht die kortikalen Mechanismen und Limitationen der flexiblen Zuweisung von Aufmerksamkeitsressourcen beim simultanen atten-dieren von bewegten Objekten und sich ändernden Merkmalswerten. Dabei wollen wir involvierten Hirnstrukturen beschreiben sowie die Geschwindigkeit zyklischer Aktivierungsmuster als Grundlage von Ressourcenlimits analysieren. Zudem versuchen wir zu verstehen, inwieweit strukturelle Eigenschaften wie die intrakortikale Myelinisierung des Gehirns mit der Effizienz der Parallelver-arbeitung beim MOT und MFT im Zusammenhang stehen. Das Potential dieser flexiblen kognitiven Ressource für die Vitalisierung des alternden Gehirns soll untersucht werden.
Ziele unseres Projekts
Das Projekt untersucht die kortikalen Mechanismen und Limitationen der flexiblen Zuweisung von Aufmerksamkeitsressourcen beim simultanen atten-dieren von bewegten Objekten und sich ändernden Merkmalswerten. Dabei wollen wir involvierten Hirnstrukturen beschreiben sowie die Geschwindigkeit zyklischer Aktivierungsmuster als Grundlage von Ressourcenlimits analysieren. Zudem versuchen wir zu verstehen, inwieweit strukturelle Eigenschaften wie die intrakortikale Myelinisierung des Gehirns mit der Effizienz der Parallelver-arbeitung beim MOT und MFT im Zusammenhang stehen. Das Potential dieser flexiblen kognitiven Ressource für die Vitalisierung des alternden Gehirns soll untersucht werden.
Publikationen des Projektes B05
Margarita Darna, Anni Richter, Jens-Max Hopf, Constanze I. Seidenbecher, Björn H. Schott
Margarita Darna, Christopher Stolz, Hannah-Sophia Jauch, Hendrik Strumpf, Jens-Max Hopf, Constanze I. Seidenbecher, Björn H. Schott, Anni Richter
Anna-Maria Felßberg, Nadine Schönemann, Jens-Max Hopf, Mircea Ariel Schoenfeld, Christian Merkel
Christian Merkel, Jens-Max Hopf and Mircea Ariel Schoenfeld
Christian Merkel, Luise Burgmann, Mandy Viktoria Bartsch, Mircea Ariel Schoenfeld, Jens-Max Hopf
Mandy V Bartsch, Christian Merkel, Hendrik Strumpf, Mircea A Schoenfeld, John K Tsotsos, Jens-Max Hopf
Camila Silveira Agostino, Christian Merkel, Felix Ball, Peter Vavra, Hermann Hinrichs, Toemme Noesselt
Christian Merkel, Jens-Max Hopf, Mircea Ariel Schoenfeld
Soch J, Richter A, Schütze H, Kizilirmak JM, Assmann A, Behnisch G, Feldhoff H, Fischer L, Heil J, Knopf L, Merkel C, Raschick M, Schietke CJ, Schult A, Seidenbecher CI, Yakupov R, Ziegler G, Wiltfang J, Düzel E, Schott BH.