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Effector specificity in visual perceptual learning: neural basis and a new training paradigm

Abbildung 1: Vorläufige Ergebnisse einer Zufallseffektanalyse der zweiten Ebene bei 11 menschlichen Probanden. Die fMRT-Ergebnisse zeigen, dass bei der Vorbereitung einer sakkadischen Augenbewegung und einer Handbewegung weitgehend die gleichen Gehirnareale aktiviert sind; jedoch sind gerade im besonders aktiven mittleren Gyrus cinguli bei Greifbewegungen teilweise andere Areale aktiviert als bei Augenbewegungen.

Bei jedem Lernprozess stehen wir vor einem Dilemma: spezialisieren oder verallgemeinern. Spezialisierung ist in gleichbleibenden Umgebungen effizient: eine Klaviertastatur wird sich nie ändern, daher lernt man ihre Besonderheiten. Generalisierung ist in sich verändernden Umgebungen vorteilhaft, z.B. wenn man vom Klavier zur Orgel wechselt. Unser visuelles System ist in der Lage, sich durch Lernen an die Anforderungen der Umgebung anzupassen. Es wird jedoch angenommen, dass seine Fähigkeit zur Verallgemeinerung begrenzt ist. Wir haben untersucht, ob das Lernen bei der Unterscheidung visueller Reize spezifisch ist für Assoziationen zwischen Stimuli und Effektoren, z.B. wenn Handbewegungen erlernt werden um anzugeben, welcher Stimulus gesehen wurde. Diese Assoziation wird wahrscheinlich in einer Hirnregion gebildet, die sensorische Reize mit motorischen Handlungsplanungen zusammenführt. Wir entwickelten eine Methodik, die es den Testpersonen ermöglicht, innerhalb und außerhalb des MRT-Scanners durch Augen- oder Handbewegungen eine Auswahl zu treffen. Wir fanden heraus, dass Assoziationen zwischen Stimuli und motorischen Handlungen nicht spezifisch für Effektoren sind: das Lernen mit Handbewegungen überträgt sich vollständig auf Augenbewegungen. Daher ist die Effektor-Spezifität nicht eines der definierenden Merkmale des visuellen Lernens. Tatsächlich zeigte die fMRI-Studie, in der von uns entwickelte Geräte verwendet werden, dass es eine signifikante Überlappung zwischen den Hirnregionen gibt, die an Augenbewegungen und Handbewegungsentscheidungen beteiligt sind.

Projektleiter

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Dr. Igor Kagan +49 551 3851-332 Kontakt Profil